Kubit z antymaterii: Barbara Latacz, polska fizyk, dokonała niesamowitego osiągnięcia
Za sprawą Barbary Latacz i jej zespołu nastąpił prawdziwy przełom w fizyce, jako że po raz pierwszy w historii udało się udowodnić, że z antymaterii mogą powstać kubity.
Barbara Latacz oraz zespół naukowców działających w ramach eksperymentu BASE w CERN Polska udowodnili, że kubit może powstać z antyprotonu. Mimo że antymaterię udało się utrzymać w stanie płynnej oscylacji między dwoma osobnymi stanami kwantowymi przez niespełna minutę, tak nie umniejsza to wadze tego dokonania. Jest to precedensowe wydarzenie i jedno z największych odkryć polskich naukowców z ostatnich lat, w czym spora zasługa Barbary Latacz.
Barbara Latacz, polska fizyk, dokonała niesamowitego osiągnięcia
Dokonanie Latacz i jej współpracowników zostało opublikowane w prestiżowym dzienniku naukowym Nature. Z artykułem zatytułowanym "Coherent spectroscopy with a single antiproton spin" (pol. Spektroskopia koherentna z pojedynczym spinem antyprotonu) możemy zapoznać się w tym miejscu.
Jak możemy przeczytać na stronie CERN, odkrycie to "stanowi pierwsze zademonstrowanie kwantowego bitu antymaterii, czyli kubitu, i toruje drogę do znacznie lepszego porównania zachowania materii i antymaterii". Nie będziemy się przy tym zagłębiać w tym miejscu w wiedzę tajemną na temat protonów, antyprotonów, ich cech charakterystycznych oraz zachowań, przybliżymy za to nieco, jak badaczom udało dokonać się czegoś, czemu nikt inny wcześniej nie podołał.
Naukowcy działający w ramach BASE wykorzystali w swojej pracy zaawansowany system pułapek elektromagnetycznych. Uwięziony w nich antyproton dostawał w odpowiednim momencie "kopa", który wprowadzał go w ruch. Najtrafniejszym odzwierciedleniem tego zjawiska jest popychanie dziecka na huśtawce – jeśli robimy to odpowiednio, porusza się ona do przodu i do tyłu w odpowiednim rytmie.
Dzięki eksperymentowi BASE udowodniono już m.in., że wielkości momentów magnetycznych protonu i antyprotonu są identyczne z dokładnością do kilku części na miliard. Co istotne, nawet marginalna różnica w tych wielkościach sprawiłaby, że symetria ładunku, parzystości i czasu zostałaby naruszona, tym samym wykraczając poza ramy Modelu Standardowego fizyki cząstek elementarnych i naszego rozumienia praw wszechświata. Okazało się jednak, że poprzedni wynik został oparty na niespójnej technice spektroskopii. W jej przypadku przejścia kwantowe były zakłócane w wyniku fluktuacji pola magnetycznego i interferencji pomiarowej, a nowe przedsięwzięcie wyeliminowało tę bolączkę.
Jak przekazał mediom Stefan Ulmer, rzecznik CERN:
Jest to pierwszy kubit antymaterii, który otwiera perspektywę zastosowania całego zestawu metod spektroskopii koherentnej do pojedynczych układów materii i antymaterii w precyzyjnych eksperymentach. Co najważniejsze, pomoże to BASE w przeprowadzaniu pomiarów momentu antyprotonowego w przyszłych eksperymentach z 10- do 100-krotnie większą precyzją.
Co nieco w kontekście dalszego rozwoju projektu i planów na przyszłość miała do powiedzenia również Barbara Latacz, czyli główna autorka przytoczona powyżej badania. Jak wypowiedziała się w kontekście zastosowaniu systemu BASE-STEP, mającego jeszcze bardziej zwiększyć precyzję pomiaru antyprotonów:
Po osiągnięciu pełnej operacyjności nasz nowy precyzyjny system pułapek Penninga, który będzie zasilany antyprotonami transportowanymi przez BASE-STEP, może pozwolić nam osiągnąć czasy koherencji spinowej nawet dziesięciokrotnie dłuższe niż w obecnych eksperymentach, co będzie przełomem w badaniach nad antymaterią barionową.
Pozostaje nam więc trzymać kciuków i życzyć dalszych sukcesów.
Jakub Dmuchowski, dziennikarz pcformat.pl
