”Alle vores observationer finder komplet symmetri mellem stof og antimaterie, så vores univers burde ikke have eksisteret,” siger Christian Smorra fra BASE-samarbejdet på CERNs forskningscenter.”Der skal være asymmetri et eller andet sted, men vi forstår bare ikke, hvor præcist. Hvad bryder symmetrien, hvad er kilden?"
Søgningen fortsætter. Indtil nu er der ikke fundet nogen forskel mellem protoner og antiprotoner, og det kunne forklare eksistensen af stof i vores univers. Imidlertid har fysikere i samarbejde med BASE ved CERN Research Center været i stand til at måle antiprotons magnetiske kraft med en hidtil uset nøjagtighed. Disse data gav dog ingen information om, hvordan stof blev dannet i det tidlige univers, da partikler og antipartikler burde have ødelagt hinanden fuldstændigt.
De seneste BASE-målinger har vist den komplette identitet af protoner og antiprotoner, hvilket igen bekræfter standardmodellen for partikelfysik. Forskere over hele verden bruger en række forskellige metoder til at finde mindst nogle forskelle, uanset omfang. Ubalance mellem materie-antimaterie i universet er et af de hotteste diskussionsemner i moderne fysik.
Det multinationale BASE-samarbejde på CERN samler forskere fra universiteter og institutter over hele verden. De sammenligner med stor nøjagtighed protonernes og antiprotons magnetiske egenskaber. Det magnetiske moment er en vigtig komponent af partikler og kan afbildes omtrent som ækvivalenten til en miniatyrstangmagnet. Den såkaldte g-faktor måler styrken af magnetfeltet.
”Det store spørgsmål er, om antiprotonen har den samme magnetisme som protonen,” forklarer Stephan Ulmer, en talsmand for BASE-gruppen. "Her er et puslespil, vi er nødt til at løse."
BASE-samarbejdet præsenterede højpræcisionsmålinger af antiproton g-faktor tilbage i januar 2017, men de aktuelle målinger er meget mere nøjagtige. Den aktuelle højpræcisionsmåling har bestemt g-faktoren til ni betydelige cifre. Dette svarer til at måle jordens omkreds til de nærmeste fire centimeter. Værdien 2.7928473441 (42) er 350 gange mere nøjagtig end de resultater, der blev offentliggjort i januar.
”Denne fantastiske stigning i nøjagtighed på så kort tid muliggøres ved helt nye teknikker,” siger Ulmer. Forskere tog først to antiprotoner og analyserede dem ved hjælp af to Penning-fælder.
Antiprotoner er kunstigt oprettet ved CERN, og forskere opbevarer dem fanget i et eksperiment. Antiprotoner til det aktuelle eksperiment blev isoleret i 2015 og målt fra august til december 2016. Faktisk er dette den længste antimateriale tilbageholdelsesperiode gennem alle tider. Antiprotons tilbragte 405 dage i et vakuum, hvor der var ti gange færre partikler end i det interstellare rum. I alt 16 antiprotoner blev anvendt, afkølet til næsten absolut nul.
Salgsfremmende video:
Antiprotons målte g-faktor blev sammenlignet med protonens g-faktor, som blev målt med utrolig nøjagtighed tilbage i 2014. I sidste ende blev der ikke fundet nogen forskel. Dette bekræfter CPT-symmetri, ifølge hvilket universet har en grundlæggende symmetri mellem partikler og antipartikler.
Nu er BASE-forskere nødt til at udvikle og implementere metoder til endnu mere præcisionmåling af egenskaberne for protonet og antiprotonen for at finde svaret på spørgsmålet om interesse for alle.