Физики научились управлять квантовым состоянием одиночного позитрона — это приблизит проверку Стандартной модели

iXBT.com · 22.10.2026, 19:03:59

Античастицу удерживали в ловушке несколько месяцев Физики Северо-Западного университета США впервые подготовили одиночный позитрон — античастицу электрона — в контролируемом квантовом состоянии и научились целенаправленно управлять его энергетическими уровнями. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters. Работа приближает команду к измерению магнитных свойств позитрона с точностью, сопоставимой с той, которой ранее удалось достичь для электрона. Такое сравнение позволит проверить одно из фундаментальных предсказаний Стандартной модели — теории, описывающей известные элементарные частицы и три из четырёх фундаментальных взаимодействий. Получить и удержать позитрон непросто: при встрече с обычным электроном они могут аннигилировать, — превратиться в другие формы энергии. Поэтому учёные изолировали частицу от вещества в вакууме и удерживали её с помощью электрических и магнитных полей при температуре, близкой к абсолютному нулю. Позитрон получили при радиоактивном распаде натрия-22. В течение нескольких месяцев учёные сохраняли частицу в ловушке, а затем с помощью микроволн воздействовали на неё, переводя между квантовыми энергетическими состояниями и наблюдая эти переходы. Полученную систему назвали однопозитронным квантовым циклотроном. Источник изображения: Gerald Gabrielse/Northwestern University Задача команды — измерить магнитные свойства позитрона и сопоставить их с характеристиками электрона. У этих частиц одинаковая масса, но противоположные электрические заряды. Стандартная модель предсказывает, что их соответствующие магнитные характеристики должны совпадать с учётом смены знака заряда. Даже небольшое достоверное расхождение могло бы указать на физические процессы, которые существующая теория не описывает. Пока такого расхождения не обнаружено: нынешняя работа ещё не представляет собой окончательного высокоточного измерения магнитных свойств позитрона. Это экспериментальный этап, необходимый для достижения требуемой точности. Ранее команде уда