Квантовый кубит из антиматерии

30.07.2025

Теория физики предсказывает равное количество материи и антиматерии во Вселенной, однако в реальности мы наблюдаем практически полное преобладание обычной материи. Этот феномен - одна из самых интригующих загадок космологии, и наука продолжает искать ключ к его разгадке. Новый эксперимент, проведенный учеными в рамках проекта BASE при CERN, может приблизить нас к ответу. Впервые в истории исследователям удалось создать кубит - квантовый бит информации - из антиматерии и удерживать его в состоянии суперпозиции почти минуту.

Обычные кубиты лежат в основе квантовых компьютеров и способны одновременно представлять сразу несколько значений благодаря эффекту суперпозиции. Однако в данном случае речь идет не об обработке информации, а об исследовании фундаментальных физических различий между материей и антиматерией. В качестве квантового носителя был использован антипротон - античастица протона, обладающая теми же по величине, но противоположными по знаку свойствами. Он содержался в Penning-ловушке - сложной установке, использующей комбинацию электрических и магнитных полей для стабилизации частицы в пространстве.

Физикам удалось добиться квантовой суперпозиции спиновых состояний антипротона +1/2 и -1/2 и удерживать ее в течение приблизительно пятидесяти секунд. Это абсолютный рекорд продолжительности когерентного состояния антиматерии. До сих пор измерения магнитного момента протонов и антипротонов показывали почти идеальное совпадение, но такая высокая стабильность открывает новые возможности для более точных сравнений, вплоть до миллиардных долей.

Результаты эксперимента имеют большое значение для тестирования так называемой CPT-симметрии - фундаментального принципа, согласно которому законы физики не должны меняться при одновременной замене частиц на античастицы, пространственного отражения и обращения времени. Даже малейшие отклонения от этой симметрии могли бы объяснить, почему антиматерия исчезла из космоса после Большого взрыва.

Прорыв также открыл путь к внедрению передовых методов спектроскопии, позволяющих изучать отдельные античастицы с беспрецедентной точностью. Команда BASE отмечает, что дальнейшие эксперименты, особенно с применением нового переносного оборудования BASE-STEP, позволят перенести исследования антиматерии за пределы CERN - в другие лаборатории по всему миру, где можно будет воспроизводить подобные условия.

Достижение, казавшееся еще недавно теоретическим, становится реальностью: антиматерию можно не только изолировать, но и использовать в качестве квантового элемента. Это открывает новые горизонты в изучении устройства Вселенной, позволяя заглянуть в ее самые ранние моменты и понять, почему мир вокруг нас устроен именно так.

<< Назад: Дилемма повторно закипяченой воды 30.07.2025

>> Вперед: Мысли друзей звучат в унисон 29.07.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

AirPods Pro с инфракрасными камерами 27.11.2025

Apple традиционно играет роль новатора, поэтому ожидания от следующего поколения AirPods Pro особенно высоки. Новая модель, над которой компания уже активно работает, должна не просто улучшить звук, но и расширить способы взаимодействия человека с цифровой средой. Одним из наиболее заметных нововведений станет появление чипа Apple H3. Сегодняшние AirPods Pro используют поколение H2, обеспечивающее высокую скорость обработки звука, однако переход к H3 обещает еще более точное шумоподавление и сокращение задержки при беспроводной передаче аудио. По данным источников, новая архитектура улучшит энергоэффективность, а также позволит чипу глубже интегрироваться с устройствами экосистемы Apple. Особенно это касается гарнитуры Vision Pro, которая получит более синхронную работу с будущими наушниками. Не менее интригующей выглядит вторая инновация - миниатюрные инфракрасные камеры, встроенные непосредственно в корпус AirPods. Специалисты предполагают, что эти сенсоры смогут фиксировать дв ...>>

ИИ нужно воспринимать как пользователя 26.11.2025

Искусственный интеллект постепенно перестает быть скрытым компонентом программных решений и выходит на передний план. Сегодня алгоритмы не просто помогают обрабатывать данные, но и активно участвуют в рабочих процессах, принимают решения, взаимодействуют с корпоративными сервисами и получают доступ к критически важной инфраструктуре. Такое расширение их возможностей заставляет специалистов по безопасности переосмыслить, что именно означает присутствие ИИ в цифровой среде. Президент по продуктам и технологиям Okta Рик Смит подчеркивает, что воспринимать ИИ исключительно как технологическую надстройку уже невозможно. По его словам, компании обязаны учитывать, что искусственные агенты становятся участниками процессов наравне с живыми сотрудниками, а значит, требуют аналогичных мер защиты. Он формулирует это предельно прямо: "Мы должны защищать клиентов не только от людей, но и от ИИ-агентов - относиться к ним как к пользователям". Однако многие организации продолжают рассматривать И ...>>

Случайная новость из Архива Пуленепробиваемые зубы 16.12.2002 Сирам Рамакришна, профессор материаловедения из Сингапурского университета, предлагает делать зубные пломбы, искусственные зубы и целые протезы из композитного материала, применяемого в современной танковой броне и пулезащитных жилетах. Этот материал, состоящий из углеродных волокон, стекловолокна и особого полимера, и прочен и гибок.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025