"Alle observasjonene våre finner fullstendig symmetri mellom materie og antimaterie, så universet vårt burde ikke ha eksistert," sier Christian Smorra fra BASE-samarbeidet ved CERNs forskningssenter. “Det må være asymmetri et sted, men vi forstår bare ikke hvor nøyaktig. Hva bryter symmetri, hva er kilden?"
Søket fortsetter. Til nå har det ikke blitt funnet noen forskjell mellom protoner og antiprotoner, og det kan forklare eksistensen av materie i vårt univers. Imidlertid har fysikere i samarbeid med BASE ved CERN Research Center kunnet måle antiprotons magnetiske kraft med enestående nøyaktighet. Disse dataene ga imidlertid ingen informasjon om hvordan materie dannet seg i det tidlige universet, siden partikler og antipartikler burde ha ødelagt hverandre fullstendig.
De siste BASE-målingene har vist den fullstendige identiteten til protoner og antiprotoner, noe som igjen bekrefter standardmodellen for partikkelfysikk. Forskere over hele verden bruker en rekke metoder for å finne minst noen forskjeller, uansett omfang. Materiell-antimateriell ubalanse i universet er et av de hotteste diskusjonstemaene i moderne fysikk.
Det multinasjonale BASE-samarbeidet ved CERN samler forskere fra universiteter og institutter rundt om i verden. De sammenligner med stor nøyaktighet de magnetiske egenskapene til protoner og antiprotoner. Det magnetiske øyeblikket er en viktig komponent av partikler og kan avbildes omtrent som ekvivalent til en miniatyrstangmagnet. Den såkalte g-faktoren måler styrken til magnetfeltet.
"Det store spørsmålet er om antiprotonen har samme magnetisme som protonet," forklarer Stephan Ulmer, en talsmann for BASE-gruppen. "Her er et puslespill vi trenger å løse."
BASE-samarbeidet presenterte høye presisjonsmålinger av antiproton g-faktor tilbake i januar 2017, men dagens målinger er mye mer nøyaktige. Den nåværende høypresisjonsmåling har bestemt g-faktoren til ni betydelige siffer. Dette tilsvarer å måle jordens omkrets til de nærmeste fire centimeter. Verdien 2.7928473441 (42) er 350 ganger mer nøyaktig enn resultatene som ble publisert i januar.
"Denne fantastiske økningen i nøyaktighet på så kort tid blir muliggjort av helt nye teknikker," sier Ulmer. Forskere tok først to antiprotoner og analyserte dem ved hjelp av to Penning-feller.
Antiprotons er kunstig opprettet ved CERN, og forskere lagrer dem fanget i et eksperiment. Antiprotonene for det nåværende eksperimentet ble isolert i 2015 og målt fra august til desember 2016. Faktisk er dette den lengste antimaterieoppbevaringsperioden gjennom tidene. Antiprotons tilbrakte 405 dager i et vakuum, der det var ti ganger færre partikler enn i det interstellare rommet. Totalt 16 antiprotoner ble brukt, avkjølt til nesten absolutt null.
Salgsfremmende video:
Den målte g-faktoren til antiprotonet ble sammenlignet med g-faktoren til protonet, som ble målt med utrolig nøyaktighet allerede i 2014. Til slutt ble det ikke funnet noen forskjell. Dette bekrefter CPT-symmetri, ifølge hvilken universet har en grunnleggende symmetri mellom partikler og antipartikler.
Nå må BASE-forskere utvikle og implementere metoder for enda mer presisjonsmåling av egenskapene til protonet og antiprotonet for å finne svaret på spørsmålet om interesse for alle.
