"Alla våra observationer hittar fullständig symmetri mellan materia och antimateria, så vårt universum borde inte ha funnits," säger Christian Smorra från BASE-samarbetet vid CERNs forskningscenter.”Det måste finnas asymmetri någonstans, men vi förstår bara inte var exakt. Vad bryter symmetri, vad är källan?"
Sökningen fortsätter. Hittills har ingen skillnad hittats mellan protoner och antiprotoner, och det kan förklara materiens existens i vårt universum. Emellertid har fysiker i samarbete med BASE vid CERN Research Center kunnat mäta antiprotons magnetiska kraft med en aldrig tidigare skådad noggrannhet. Dessa data gav emellertid ingen information om hur materie som bildades i det tidiga universum, eftersom partiklar och antipartiklar borde ha förstört varandra helt.
De senaste BASE-mätningarna har visat protonernas och antiprotons fullständiga identitet, vilket återigen bekräftar standardmodellen för partikelfysik. Forskare över hela världen använder olika metoder för att hitta åtminstone vissa skillnader, av vilken storlek som helst. Ämnesbalansens obalans i universum är ett av de hetaste diskussionerna i modern fysik.
Det multinationella BASE-samarbetet vid CERN samlar forskare från universitet och institut runt om i världen. De jämför med stor noggrannhet magnetiska egenskaper hos protoner och antiprotoner. Det magnetiska ögonblicket är en viktig komponent av partiklar och kan avbildas ungefär som ekvivalenten med en miniatyrstångmagnet. Den så kallade g-faktorn mäter magnetfältets styrka.
"Den stora frågan är om antiprotonen har samma magnetism som protonen," förklarar Stephan Ulmer, en talesman för BASE-gruppen. "Här är ett pussel som vi behöver lösa."
BASE-samarbetet presenterade högprecisionsmätningar av antiproton-g-faktorn tillbaka i januari 2017, men de aktuella mätningarna är mycket mer exakta. Den nuvarande högprecisionsmätningen har bestämt g-faktorn till nio betydande siffror. Detta motsvarar mätningen av jordens omkrets till närmaste fyra centimeter. Värdet 2.7928473441 (42) är 350 gånger mer exakt än resultaten som publicerades i januari.
"Denna fantastiska ökning av noggrannhet på så kort tid möjliggörs av helt nya tekniker," säger Ulmer. Forskare tog först två antiprotoner och analyserade dem med två Penning-fällor.
Antiprotons skapas konstgjort på CERN, och forskare lagrar dem fångade i ett experiment. Antiprotonerna för det aktuella experimentet isolerades 2015 och mättes från augusti till december 2016. I själva verket är detta den längsta tiden för antimateriaretention. Antiprotons tillbringade 405 dagar i ett vakuum, där det fanns tio gånger färre partiklar än i det interstellära utrymmet. Totalt 16 antiprotoner användes, kylda till nära absolut noll.
Kampanjvideo:
Antiprotons uppmätta g-faktor jämfördes med protonens g-faktor, som mättes med otrolig noggrannhet redan 2014. I slutändan hittades ingen skillnad. Detta bekräftar CPT-symmetri, enligt vilket universum har en grundläggande symmetri mellan partiklar och antipartiklar.
Nu måste BASE-forskare utveckla och implementera metoder för ännu mer noggrann mätning av egenskaperna hos proton och antiproton för att hitta svaret på frågan om intresse för alla.