CERN flyttade 92 antiprotoner – öppnar för skarpare test av naturens symmetrier

CERN:s samarbete BASE (Baryon Antibaryon Symmetry Experiment) har visat att fångade antiprotoner kan flyttas bort från platsen där de produceras – och fortfarande användas i experiment efter resan. I mars 2026 lastade forskarna ett moln med 92 antiprotoner i den portabla, kryogena Penningfällan BASE-STEP, körde utrustningen med lastbil över CERN:s område i Meyrin och återupptog sedan experimentdriften. CERN beskriver det som en världspremiär. 7

Mer än en transport

Det handlade inte bara om att köra känslig utrustning från en byggnad till en annan. BASE kopplade loss en fälla med fria, obundna antiprotoner från Antimateriefabriken, transporterade den nästan ett ton tunga apparaten under cirka 30 minuter och ungefär åtta kilometer, och kunde därefter fortsätta arbeta med partiklarna. Antiprotonerna lagrades och manipulerades sedan i mer än en månad. Det visar att systemet kan fungera som en flyttbar reservoar för antiprotoner, inte enbart som en behållare för en kort transport. 7

Antiprotoner förintas när de kommer i kontakt med vanlig materia. Därför krävs en mycket kontrollerad, kryogen Penningfälla: den håller laddade partiklar på plats med elektromagnetiska fält och skapar förutsättningar för extremt precisa mätningar. 17

Därför är det viktigt för CPT-symmetrin

CPT-symmetrin är en grundprincip inom modern partikelfysik. Den innebär bland annat att materia och antimateria ska ha noga matchande egenskaper: protonen och dess antimateriapartner, antiprotonen, ska ha samma massa och magnetiska moment med lika storlek men motsatt riktning.

En bekräftad skillnad skulle innebära ett brott mot CPT-symmetrin och vara ett tecken på fysik utanför standardmodellen. 5

BASE jämför protoners och antiprotoners grundläggande egenskaper. Jämförelsen av deras laddning-massa-förhållanden har nått en relativ precision på 16 delar per biljon, utan att någon skillnad har observerats inom mätosäkerheten. 1

De magnetiska momenten ger ett fristående och kompletterande test. BASE-relaterade mätningar har nått relativa osäkerheter på omkring 0,3 delar per miljard för protonen och 1,5 delar per miljard för antiprotonen. 1 Antiprotonmätningen är särskilt svår, eftersom antiprotonerna först måste produceras, fångas in och kylas innan de kan studeras i en aktiv acceleratoranläggning.

En tystare miljö kan ge bättre mätningar

I Penningfällexperiment bestäms partiklarnas egenskaper genom ytterst noggranna mätningar av deras rörelser och spinnprecession. Små variationer i magnetfältet, vibrationer, elektriska störningar och avbrott i mätserier kan begränsa precisionen.

Antimateriefabriken är avgörande för att skapa antiprotoner, men är inte nödvändigtvis den mest störningsfria platsen för de allra längsta precisionsmätningarna. BASE-STEP har därför konstruerats för att kunna transportera antiprotoner på väg till magnetiskt lugnare miljöer, där ett särskilt laboratorium kan erbjuda stabilare förhållanden och längre oavbrutna mätningar. 5

Samarbetet bedömer att metoden kan förbättra precisionen för magnetiska moment med minst en faktor 100. Det är dock en förväntad framtida kapacitet – inte ett precisionsresultat som redan har uppnåtts genom lastbilstransporten. 7

Nästa mål: Düsseldorf

Färden på CERN-området är förberedelsen inför en mer ambitiös transport. Nästa mål är en autonom vägresa på ungefär tio timmar från Genève till ett högprecisionslaboratorium som etableras vid Heinrich Heine-universitetet i Düsseldorf. 7

Om den transporten lyckas kan två uppgifter som hittills behövt ske på samma plats skiljas åt: antiprotonerna produceras vid CERN, medan de mest känsliga mätningarna görs i ett särskilt stabilt laboratorium. Transporten av 92 antiprotoner förändrar inte dagens slutsats – protoner och antiprotoner överensstämmer fortfarande inom nuvarande mätgränser – men den öppnar en praktisk väg till att pröva överensstämmelsen betydligt hårdare. 17