Работа, опубликованная сегодня в Nature, пытается ответить на фундаментальный вопрос, зачем мы вообще существуем. Считается, что в результате Большого взрыва около 13 миллиардов лет назад образовалось равное количество вещества и антивещества, которые аннигилируют при столкновении, и все же сегодня Вселенная, кажется, содержит только материю. Работа ведется по многим направлениям, чтобы обнаружить различия, которые могли бы объяснить это, и один многообещающий способ — сравнить магнитные моменты частиц и их конъюгатов из антивещества, поскольку даже крошечная разница может объяснить асимметрию вещества и антивещества.
Исследовательское сотрудничество работает над измерением магнитного момента протона и антипротона с беспрецедентной точностью и определением, есть ли какая-либо разница.В опубликованном сегодня исследовании ученые достигли важной вехи, напрямую измерив момент одиночного протона с огромной точностью на основе спектроскопии одиночной частицы в ловушке Пеннинга. Андреас Мозер, первый автор статьи, объясняет, что «эта важная величина никогда не измерялась напрямую и пока известна только с относительной точностью около 10 частей на миллиард, основанной на сверхтонкой спектроскопии MASER в магнитном поле. Однако , это потребовало значительных теоретических поправок для извлечения магнитного момента протона из результатов измерения ». В новой статье исследователи сообщают о первом прямом высокоточном измерении магнитного момента протона с дробной точностью 3 части на миллиард, улучшая 42-летнюю «фундаментальную постоянную» в три раза.
Новый метод, использующий одиночную частицу в ловушке Пеннинга, теперь может быть непосредственно применен для измерения магнитного момента антипротона, который в настоящее время известен с относительной точностью всего 4 части на миллион.По словам исследователя RIKEN Стефана Улмера, второго автора статьи и представителя коллаборации BASE в ЦЕРНе, целью которой является высокоточное измерение момента антипротона: «Использование нового метода позволит улучшить это значение как минимум в 1 раз. тысячу, обеспечивая строгий тест на симметрию материи и антивещества ».