Kvantumszámítás antianyagból
Bár az antianyag-alapú kvantumszámítógépek megépítése még messze van, és ezek a gépek valószínűleg nehezebben elkészíthetők lennének, mint a hagyományos anyagból készültek – amelyek már most is rendkívül összetettek –, a kísérlet jelentősége nem elhanyagolható. Fontos szempont, hogy az ilyen antianyag-kísérletek révén akár a világegyetem legalapvetőbb rejtélyeibe is bepillanthatunk.
A kvibit különlegessége, hogy a részecske spinje egyszerre több állapotban is lehet: fel, le, vagy ezek bármilyen kombinációja, ellentétben a hagyományos bitekkel, amelyek csak 0 vagy 1 értéket vehetnek fel. Ez az úgynevezett szuperpozíció adja a kvantumszámítógépek rendkívüli teljesítményét.
Az antianyag csapdába ejtése
Korábban sosem sikerült ilyen precízen irányítani antianyagot – hívja fel a figyelmet Vincenzo Vagnoni, az Olasz Nemzeti Magfizikai Intézet munkatársa. Sikerült létrehozni egy olyan mágneses csapdát, amelyben az antiproton megmarad anélkül, hogy az anyaggal annihilálódna. Bár a Csillagösvény (Star Trek) sorozatból ismert „warp-hajtómű” még mindig csak sci-fi, maga a technológia, amit most kísérleti körülmények között létrehoztak, már eddig is komoly előrelépést jelent a Földön.
Az anyag-antianyag rejtélye
A BASE-kísérlet egyik vezetője, Stefan Ulmer elmondása szerint a fizikusokat régóta foglalkoztatja, hogy a világegyetem miért anyagból épül fel, miközben szinte alig találni antianyagot. A fizika jelenlegi szabályai szerint ugyanolyan mennyiségű anyagnak és antianyagnak kellene léteznie. A megoldás kulcsa talán abban rejlik, hogy van-e eltérés a proton és az antiproton között – például a mágneses momentumukban.
A protonoknak és antiprotonoknak az elektromos töltése azonos nagyságú, csak ellentétes előjelű (proton: pozitív, antiproton: negatív), ezért mágnesként viselkednek, amelynek irányát a spin határozza meg. Ha kiderülne, hogy mágneses momentumuk apró mértékben eltér, az magyarázatot adhatna az anyag túlsúlyának okára az univerzumban.
Pontosság és új távlatok
A korábbi mérések nem találtak különbséget, jelenleg az 1,5 milliárdod rész pontosságnál tartanak. Most először sikerült azonban egyetlen antiproton vagy proton mágneses oszcillációját ilyen szinten vizsgálni. Ez közel huszonötszörös pontosságjavulást hozhat. Így, ha egyszer sikerül eltérést kimutatni, az antianyagból készült kvantumszámítógépek fejlesztése valóban izgalmas és értelmes céllá válhat. Lehet, hogy eljön a nap, amikor összevethetjük az anyag és az antianyag kvibitjeinek számítási eredményeit, és új válaszokat kapunk az univerzum alapvető kérdéseire.
