"Všechna naše pozorování nacházejí úplnou symetrii mezi hmotou a antihmotou, takže náš vesmír by neměl existovat," říká Christian Smorra ze spolupráce BASE ve výzkumném středisku CERN. "Někde musí být asymetrie, ale my prostě nechápeme, kde přesně." Co narušuje symetrii, jaký je zdroj? “
Hledání pokračuje. Až dosud nebyl nalezen žádný rozdíl mezi protony a antiprotony a mohlo by to vysvětlit existenci hmoty v našem vesmíru. Fyzici ve spolupráci s BASE ve Výzkumném centru CERN však dokázali měřit magnetickou sílu antiprotonů s bezprecedentní přesností. Tato data však neposkytla žádné informace o tom, jak se hmota formovala v raném vesmíru, protože částice a antičástice by se měly navzájem úplně zničit.
Nejnovější měření BASE ukázala úplnou identitu protonů a antiprotonů, což opět potvrdilo standardní model fyziky částic. Vědci z celého světa používají různé metody k nalezení alespoň některých rozdílů, jakékoli velikosti. Nerovnováha hmoty a antihmoty ve vesmíru je jedním z nejžhavějších témat diskuse v moderní fyzice.
Nadnárodní spolupráce BASE v CERNu sdružuje vědce z univerzit a ústavů z celého světa. S velkou přesností porovnávají magnetické vlastnosti protonů a antiprotonů. Magnetický moment je důležitou součástí částic a může být znázorněn zhruba jako ekvivalent miniaturního tyčového magnetu. Takzvaný g-faktor měří sílu magnetického pole.
"Velkou otázkou je, zda antiproton má stejný magnetismus jako proton," vysvětluje Stephan Ulmer, mluvčí skupiny BASE. "Tady je hádanka, kterou musíme vyřešit."
Spolupráce BASE představila vysoce přesná měření antiprotonového g-faktoru již v lednu 2017, ale současná měření jsou mnohem přesnější. Současné měření s vysokou přesností určilo faktor g na devět platných číslic. To je ekvivalent k měření obvodu Země s přesností na čtyři centimetry. Hodnota 2,7928473441 (42) je 350krát přesnější než výsledky zveřejněné v lednu.
"Tento úžasný nárůst přesnosti za tak krátkou dobu je umožněn zcela novými technikami," říká Ulmer. Vědci nejprve vzali dva antiprotony a analyzovali je pomocí dvou penningových pastí.
Antiprotony jsou uměle vytvořeny v CERNu a vědci je ukládají v pasti v experimentu. Antiprotony pro tento experiment byly izolovány v roce 2015 a měřeny od srpna do prosince 2016. Ve skutečnosti je to nejdelší doba uchování antihmoty všech dob. Antiprotony strávily 405 dní ve vakuu, ve kterém bylo desetkrát méně částic než v mezihvězdném prostoru. Celkem bylo použito 16 antiprotonů, ochlazených na téměř absolutní nulu.
Propagační video:
Naměřený g-faktor antiprotonu byl porovnán s g-faktorem protonu, který byl v roce 2014 měřen s neuvěřitelnou přesností. Nakonec nebyl nalezen žádný rozdíl. To potvrzuje symetrii CPT, podle které má vesmír základní symetrii mezi částicemi a antičásticemi.
Nyní vědci BASE budou muset vyvinout a implementovat metody pro ještě přesnější měření vlastností protonu a antiprotonu, aby našli odpověď na otázku zájmu pro všechny.