МОСКВА, 23 июля. /ТАСС/. Международный коллектив физиков впервые использовал антипротон, простейшую частицу антиматерии, для создания кубита, квантовой ячейки памяти, способной переключаться между двумя разными энергетическими состояниями. Опыты с данными кубитами помогут ученым раскрыть причину пропажи антиматерии из Вселенной, сообщила пресс-служба ЦЕРН.
"Мы впервые создали кубит на базе частицы антиматерии, что открывает дорогу для использования всего набора спектроскопических методов для изучения различий в свойствах материи и антиматерии. В частности, это достижение позволит нам примерно в 10-100 раз повысить точность замеров магнитного момента антипротона", - заявил представитель научной коллаборации BASE Штефан Ульмер, чьи слова приводит пресс-служба ЦЕРН.
Исследователи по проекту BASE уже много лет проводят эксперименты с частицами антиматерии, нацеленные на поиски возможных расхождений в их свойствах с аналогичными по свойствам частицами материи. Для этого ученые создали в рамках ЦЕРН набор специальных ловушек и детекторов, которые позволяют им улавливать и накапливать большое число антипротонов и изучать их взаимодействия с магнитными полями и другими частицами.
Недавно исследователям удалось приспособить установку BASE для точных замеров и проведения манипуляций спиновыми характеристиками антипротона. Нечто похожее осуществляется при проведении опытов с квантовыми ячейками памяти на базе обычных частиц материи, что натолкнуло физиков на мысль провести аналогичные опыты с кубитом, построенным на базе антипротона, чьими магнитными свойствами ученые управляли при помощи сверхпроводящих магнитов.
Используя эти приборы, физикам удалось поменять свойства спина антипротона таким образом, что он начал "переключаться" между двумя разными состояниями, подобно тому, как ведут себя обычные квантовые ячейки памяти в схожих условиях. По словам исследователей, антипротоны сохраняли подобные квантовые состояния на протяжении очень долгого времени, порядка 50 секунд, что позволяет использовать их для проведения высокоточных замеров свойств антиматерии.
В будущем, по словам исследователей, ученые планируют увеличить это время как минимум на один порядок, что станет возможным после постройки новой ловушки, удаленной на большое расстояние от "фабрики" по производству антиматерии. Это позволит научному коллективу коллаборации BASE произвести еще более точные замеры свойств протонов и антипротонов и приблизиться к разгадке тайны того, почему в обозримой Вселенной нет антиматерии.
"Вселенская" пропажа антиматерии
Космологи предполагают, что Вселенная в первые мгновения жизни содержала примерно равное количество материи и антиматерии. Если это действительно было так, то мироздание не должно было бы существовать, так как все частицы материи и антиматерии должны были уничтожить друг друга еще в первые мгновения после Большого взрыва. Ученые уже много десятилетий дискутируют о том, почему этого не произошло и почему антиматерии практически нет в обозримой Вселенной.
В частности, многие ученые предполагают, что частицы материи и антиматерии могут очень незаметно, но существенно отличаться друг от друга по некоторым физическим свойствам, что потенциально объяснило бы пропажу антиматерии. Для поиска подобных аномалий ученые изучают взаимодействия частиц антиматерии с "обычной" материей, а также с различными силами природы, при помощи ускорителей частиц и приборов на борту МКС.
