„Všetky naše pozorovania nachádzajú úplnú symetriu medzi hmotou a antihmotou, takže náš vesmír nemal existovať,“hovorí Christian Smorra zo spolupráce BASE vo výskumnom centre CERN. „Niekde musí byť asymetria, ale my jednoducho nechápeme, kde presne. Čo narušuje symetriu, aký je zdroj? “
Vyhľadávanie pokračuje. Doteraz sa nezistil žiadny rozdiel medzi protónmi a antiprotónmi a mohol by vysvetliť existenciu hmoty v našom vesmíre. Fyzici v spolupráci s BASE vo Výskumnom centre CERN však dokázali zmerať magnetickú silu antiprotónov s bezprecedentnou presnosťou. Tieto údaje však neposkytli žiadne informácie o tom, ako sa hmota formovala v ranom vesmíre, pretože častice a antičastice sa mali navzájom úplne ničiť.
Najnovšie merania BASE preukázali úplnú identitu protónov a antiprotónov, čo opäť potvrdzuje štandardný model fyziky častíc. Vedci z celého sveta používajú rôzne metódy na nájdenie aspoň niektorých rozdielov, akejkoľvek veľkosti. Nerovnováha hmoty a antihmoty vo vesmíre je jednou z najhorúcejších tém diskusie v modernej fyzike.
Nadnárodná spolupráca BASE v CERN spája vedcov z univerzít a ústavov z celého sveta. S veľkou presnosťou porovnávajú magnetické vlastnosti protónov a antiprotónov. Magnetický moment je dôležitou súčasťou častíc a môže byť znázornený zhruba ako ekvivalent miniatúrneho tyčového magnetu. Takzvaný g-faktor meria silu magnetického poľa.
„Veľkou otázkou je, či má antiprotón rovnaký magnetizmus ako protón,“vysvetľuje hovorca skupiny BASE Stephan Ulmer. „Tu je hádanka, ktorú musíme vyriešiť.“
Spolupráca v rámci BASE predstavila vysoko presné merania anti-protónového g-faktora už v januári 2017, ale súčasné merania sú omnoho presnejšie. Súčasné vysoko presné meranie určilo faktor g na deväť platných číslic. To je ekvivalentné k meraniu obvodu Zeme s presnosťou na štyri centimetre. Hodnota 2,7928473441 (42) je 350-krát presnejšia ako výsledky uverejnené v januári.
„Tento úžasný nárast presnosti v takom krátkom časovom období je umožnený úplne novými technikami,“hovorí Ulmer. Vedci najprv vzali dva antiprotóny a analyzovali ich pomocou dvoch Penningových pascí.
Antiprotóny sa v CERN umelo vytvárajú a vedci ich ukladajú v pasci experimentu. Antiprotóny pre tento experiment boli izolované v roku 2015 a merané od augusta do decembra 2016. V skutočnosti je to najdlhšia retenčná doba antihmoty všetkých čias. Antiprotóny strávili 405 dní vo vákuu, v ktorom bolo desaťkrát menej častíc ako v medzihviezdnom priestore. Použilo sa celkom 16 antiprotónov ochladených na takmer nulovú hodnotu.
Propagačné video:
Nameraný g-faktor antiprotónu bol porovnávaný s g-faktorom protónu, ktorý bol meraný s neuveriteľnou presnosťou už v roku 2014. Nakoniec nebol zistený žiadny rozdiel. Potvrdzuje to symetriu CPT, podľa ktorej má vesmír základnú symetriu medzi časticami a antičasticami.
Vedci BASE budú teraz musieť vyvinúť a implementovať metódy na ešte presnejšie meranie vlastností protónu a antiprotónu, aby našli odpoveď na otázku záujmu pre všetkých.