Исследователи CERN сделали первый кубит из антивещества!

В центре современной физики является одним из величайших и самых загадочных вопросов вселенной: почему наши хорошо известные Вселенная состоит почти исключительно материи? Согласно теории, Большой взрыв должен был создать равное количество материи и антивещества. Но поскольку эти две формы взаимозависимы, когда они вступают в контакт, вселенная должна сегодня быть пустым вакуумом, полным энергии. Однако реальность доказывает противоположность, указывая на то, что некоторая тонкая асимметрия подняла масштабы в пользу материи.

Стремясь пролить свет на эту космическую тайну, ученые эксперимент БАЗА к CERN Они добились поразительного прогресса, недавно опубликованного в журнале ПриродаПолем Впервые в истории они создали квантовый бит (Кубит) с использованием единая антивнежная частица – Антипротон – и им удалось сохранить его в состоянии квантовой сплоченности в течение почти минуты.

Хотя термин Кубит обычно относится к революционным приложениям в области квантовых информационных технологий, это достижение служит совершенно иной цели. Кубит, созданный анбодоном, не предназначен для обработки информации, но действует как чрезвычайно чувствительный научный инструмент для точного изучения свойств антивеществаПолем Окончательное стремление – это тест фундаментальной симметрии CPT (ЗаряжатьВ ПаритетВ Время), согласно которой каждая частица и ее антитело должны иметь равную массу, противоположную нагрузку и подчиняться зеркальным образом тем же естественным законам.

На сегодняшний день все измерения, в том числе базовая команда, подтвердили эту симметрию с замечательной точностью. Однако физики не отказываются от усилий. Даже минимальное нарушение этого принципа могло бы объяснить, почему вселенная не привела к состоянию полного устранения вещества и антивещества.

Чтобы провести эксперимент, исследователи использовали сложный макет под названием Пеннинг ловушкаПолем Это своего рода «клетка», которая держит антитело в качелях, благодаря тщательно регулируемым электрическим и магнитным полям, предотвращая его контакт с нормальным веществом и устранение. В этой среде ученым удалось контролировать квантовое свойство антипотонического спина. Spin, внутреннее свойство частиц, связано с существованием магнитного крутящего момента, и в квантовой физике его можно найти в двух противоположных ситуациях одновременно, что -то похожее на притчу от кошки Шредингера, которая в то же время жив и мертва до наблюдения.

Тот факт, что вице -кепт поддерживался в перекрывающихся ситуациях в течение примерно 50 секунд, является научной вехой. Как он объяснил Стефан Ульмерглава эксперимента БАЗАэто первый раз, когда создание Кубит от антивеществаи достижение прокладывает путь для применения высококачественной квантовой спектроскопии в отдельных веществах и антивещественных системах.

Перспективы еще более перспективны с разработкой следующего шага, программы Базовый шагПолем Этот новый этап будет включать в себя портативную версию Пеннинг ловушкакоторый позволит переносу анти -русцев за пределами среды CERN к более «тихим» магнитным лабораториям, которые могут предложить лучшие условия для более точных измерений и большего содержания квантовой сплоченности.

Эта передача, как Барбара Лаццведущий автор исследования, может позволить измерения точно в 10-100 раз выше, чем сегодняшний потенциал. Такое улучшение может полностью изменить область исследований барионического антивещества и привести ученых на шаг ближе к пониманию более глубокой природы вселенной.

Уникальная антиверяющая частица, захваченная в магнитной ловушке, и в то же время в двух квантовых ситуациях, она может в конечном итоге держать ключ к одному из самых вневременных вопросов в космологии: почему мы существуем.

[via]