Northwestern Universityn fyysikot vangitsivat ja jäähdyttivät yhden positronin hallittuun kvanttitilaan kuukausiksi ja loivat näin välineen, jolla voidaan verrata antiainetta aineeseen ja testata hiukkasfysiikan perustavanlaatuista ennustetta.
Positroni on elektronin antihiukkanen: sillä on sama massa mutta vastakkainen sähkövaraus. Se tuhoutuu kohdatessaan tavallista ainetta. Ryhmä vangitsi positroneja, joita syntyi radioaktiivisen natrium-22:n hajotessa.
Sen jälkeen ryhmä piti yhtä positronia Penning-ansassa, jossa magneetti- ja sähkökentät estivät sitä osumasta ansan seinämiin. Laitteiston jäähdyttäminen noin 300 millikelviniin ja lähes kaiken kaasun poistaminen kammiosta auttoivat tutkijoita saamaan hiukkasen alimmat energia- ja spin-tilat hallintaan ja erottamaan ne toisistaan. Tutkijat kutsuvat järjestelyä ”yhden positronin kvanttisyklotroniksi”, koska hiukkasen liikettä voidaan hallita ja mitata erillisissä, kvanttimekaniikan sääntöjen määrittämissä vaiheissa.
Tutkijat eivät ole vielä raportoineet uudesta aineen ja antiaineen vertailusta. Saavutus mahdollistaa positronin magneettisen momentin aiempaa tarkemman mittaamisen. Mittaustuloksen vertaaminen elektronin magneettiseen momenttiin voisi testata perusteellisesti standardimallin ennustetta, jonka mukaan näiden kahden hiukkasen ominaisuudet vastaavat toisiaan.
Vahvistettu ero voisi viitata standardimallin ulkopuoliseen fysiikkaan. Koe ei kuitenkaan yksin selitä, miksi maailmankaikkeudessa on paljon enemmän ainetta kuin antiainetta. Tutkimus julkaistiin Physical Review Letters -lehdessä 21. lokakuuta 2026.