Позитрон — античастица электрона с той же массой, но противоположным зарядом. Согласно Стандартной модели физики частиц, его магнитный момент должен быть точно равен и противоположен электронному. Проверить это предсказание сложно: точность измерений электрона достигает 1 части на 10 триллионов, а позитрона — на несколько порядков хуже. Об этом рассказывает сайт Phys.org.
Исследователи из Северо-Западного университета в Иллинойсе под руководством Джеральда Габриелса нашли способ удержать один позитрон в ловушке Пеннинга, используя электрические и магнитные поля. Частицу охладили до долей градуса выше абсолютного нуля, что позволило ей перейти в состояние с минимальной энергией.
Ученые смогли переключать позитрон между энергетическими уровнями с помощью микроволн и отслеживать изменения его спина, не нарушая движения частицы. Позитрон можно хранить в ловушке несколько месяцев, что открывает путь к измерениям магнитного момента с точностью, в 30 раз превышающей прежние результаты.
Это первая демонстрация "однопозитронного квантового циклотрона". Она позволит провести самые строгие проверки CPT-симметрии — принципа, согласно которому физические законы не меняются при замене частиц античастицами, зеркальном отражении и обращении времени. Результаты опубликованы в Physical Review Letters.