"Vsa naša opažanja najdejo popolno simetrijo med materijo in antimaterijo, zato naše vesolje ne bi smelo obstajati," pravi Christian Smorra iz sodelovanja BASE v raziskovalnem centru CERN. "Nekje mora biti asimetrija, ampak preprosto ne razumemo, kje točno. Kaj krši simetrijo, kakšen je vir?"
Iskanje se nadaljuje. Doslej med protoni in antiprotoni ni bilo razlik, kar bi lahko razložilo obstoj materije v našem vesolju. Vendar pa so fiziki v sodelovanju z BASE v raziskovalnem centru CERN lahko brezmerno natančno izmerili magnetno silo antiprotonov. Vendar ti podatki niso dali nobenih informacij o tem, kako je nastala snov v zgodnjem vesolju, saj naj bi delci in anti delci drug drugega popolnoma uničili.
Zadnje meritve BASE kažejo popolno identiteto protonov in antiprotonov, kar še enkrat potrjuje standardni model fizike delcev. Znanstveniki po vsem svetu uporabljajo različne metode, da bi našli vsaj nekatere razlike, kakršne koli razsežnosti. Neravnovesje med materijo in antimaterijo v vesolju je ena najbolj vročih tem o razpravi v sodobni fiziki.
Večnacionalno sodelovanje BASE v CERN-u združuje znanstvenike z univerz in inštitutov po vsem svetu. Z veliko natančnostjo primerjajo magnetne lastnosti protonov in antiprotonov. Magnetni moment je pomemben sestavni del delcev in ga je mogoče približno prikazati kot ekvivalent miniaturnega magnetnega droga. Tako imenovani g-faktor meri moč magnetnega polja.
"Veliko vprašanje je, ali ima antiproton enak magnetizem kot protoni," pojasnjuje Stephan Ulmer, predstavnik skupine BASE. "Tukaj je uganka, ki jo moramo rešiti."
Sodelovanje BASE je januarja 2017 predstavilo visoko natančne meritve antiprotonskega g-faktorja, vendar so trenutne meritve veliko bolj natančne. Trenutno visoko precizno merjenje je g-faktor določilo na devet pomembnih števk. To je enakovredno merjenju oboda zemlje na najbližje štiri centimetre. Vrednost 2,7928473441 (42) je 350-krat natančnejša od rezultatov, objavljenih januarja.
"To neverjetno povečanje natančnosti v tako kratkem času omogočajo popolnoma nove tehnike," pravi Ulmer. Znanstveniki so najprej vzeli dva antiprotona in jih analizirali s pomočjo dveh Penningovih pasti.
Antiprotoni so umetno ustvarjeni v CERN-u, znanstveniki pa jih hranijo ujeti v poskusu. Antiprotoni za trenutni poskus so bili izolirani leta 2015 in merjeni od avgusta do decembra 2016. V resnici je to najdaljše obdobje hranjenja antimaterije vseh časov. Antiprotoni so 405 dni preživeli v vakuumu, v katerem je bilo desetkrat manj delcev kot v medzvezdnem prostoru. Skupaj je bilo uporabljenih 16 antiprotonov, ohlajenih na skoraj absolutno ničlo.
Promocijski video:
Izmerjeni g-faktor antiprotona smo primerjali z g-faktorjem protona, ki smo ga leta 2014 z neverjetno natančnostjo izmerili. Končno ni bilo ugotovljene razlike. To potrjuje simetrijo CPT, po kateri ima vesolje temeljno simetrijo med delci in anti delci.
Zdaj bodo morali znanstveniki BASE razviti in uporabiti metode za še bolj natančno merjenje lastnosti protona in antiprotona, da bodo našli odgovor na vprašanje, ki bo zanimalo vse.