Водени от разбирането, че стандартният модел на физиката не описва напълно нашата Вселена, учените експериментират постоянно с физиката на елементарните частици. Целта е да намерят несъответствия в модела, което би могло да бъде ключът към нова физика.
В пореден експеримент група учени от ЦЕРН успяха да положат основата за търсене на несъответствия, като за първи път създадоха кубит с антиматерия. Той няма да бъде използван като елементарна структура на квантов компютър на бъдещето, тъй като експериментите с антиматерия са опасни – антиматерията моментално се анихилира при сблъсък с обикновена материя, което ще доведе до разрушителни последици.
Но кубитът с антиматерия е ценен, защото позволява на учените да сравняват свойствата на материята и антиматерията на ново ниво, а именно чрез сравняване на техните магнитни моменти, които са тясно свързани с техните спинове, отбелязва Space в публикация за научната разработка.
Откриването на разликите между материя и антиматерия може да даде представа за колосалния дисбаланс между количествата материя и антиматерия в наблюдаемата Вселена.
На теория материята и антиматерията би трябвало да са били произведени в приблизително равни количества в момента на Големия взрив. В действителност в природата около нас няма антиматерия.
Все пак учените вече могат да синтезират антиматерия в лабораторни условия, макар и в много малки количества. Дори за експерименти са необходими години, за да се натрупа необходимото количество.
Вече е доказано с висока точност, че идентични частици материя и антиматерия се различават само по знака на заряда си, докато всички останали свойства са еднакви. Това се подсилва от теорията за CPT инвариантността относно фундаменталната симетрия на физичните закони по време на трансформации на частици.
Преди две години, например, експеримент в CERN показа с най-висока точност, че няма разлика във влиянието на гравитацията върху частиците и античастиците. Днес учените достигнаха нов етап – те доказват идентичността на магнитните моменти на материята и антиматерията.
В основата на пробива са учени от колаборацията BASE (Baryon Antibaryon Symmetry Experiment) на ЦЕРН. Вече е установено с точност до една милиардна част от милиарда, че протоните и антипротоните имат един и същ магнитен момент – те се държат абсолютно еднакво в едни и същи магнитни полета, не нарушават симетрията, но учените продължават да търсят несъответствия.
От май тази година ЦЕРН разполага с контейнер за транспортиране на антиматерия през Европа. Колаборацията BASE обещава да намери „тихо” място – свободно от магнитни смущения, близо до действащия Голям адронен колайдер и да проведе там нов експеримент за определяне на магнитните моменти на античастиците.
Далеч от смущенията, точността на измерванията ще се увеличи 10-100 пъти, което може да доведе до дългоочакваните открития.
В условията на ЦЕРН антипротон е държан в състояние на суперпозиция за около 50 секунди. Това е било достатъчно, за да се измери магнитният момент на частиците с ограничена точност.
Кубитите също са частици в състояние на суперпозиция. По този начин, антипротон в състояние на суперпозиция с право може да се нарече кубит, въпреки че е малко вероятно да намери приложение в изчислителната техника.
