Pozitron je antičestica elektrona. Ima istu masu kao elektron, ali pozitivan naboj. Kad se pozitron i elektron sretnu, oba nestaju u procesu koji se naziva anihilacija. Zato je pozitron izuzetno teško sačuvati, jer su elektroni svuda oko nas.
"Antimaterija svoj popularni šarm duguje naučnoj fantastici. Ako uzmete elektron i antielektron, odnosno pozitron, i sudarite ih, oba nestaju", rekao je Gabrielse.
Od radioaktivnog natrija do zamke
Kako je opisano u radu, pozitroni nastaju pri radioaktivnom raspadu natrija i izlijeću ogromnom brzinom. Naučnici su ih usporili tako što su ih propustili kroz kristal volframa.
Većina pozitrona tu nestane u sudaru s elektronima. Neki ipak izađu usporeni i vezani uz elektron u kratkotrajnu tvorevinu zvanu pozitronijum. Pozitronijum kroz otvor širok 640 mikrometara ulazi u takozvanu Penningovu zamku, gdje električno polje odvaja elektron, a pozitron ostaje zarobljen.
Zamka pomoću električnih i magnetnih polja drži pozitron tako da ne dodiruje zidove. Ohlađena je na 300 milikelvina, djelić stepena iznad apsolutne nule. U tom stanju naučnici su mikrotalasima pomjerali pozitron između kvantnih energetskih nivoa, jedan po jedan. Te promjene, kao i promjene njegovog spina, pratili su bez narušavanja samog stanja. Sistem su nazvali kvantni ciklotron s jednim pozitronom.
Test jednog od temelja fizike
Cilj je izmjeriti magnetni moment pozitrona i uporediti ga s magnetnim momentom elektrona. Gabrielseov tim je magnetni moment elektrona ranije izmjerio s preciznošću od oko jednog dijela u deset biliona. Prema CPT simetriji, jednom od temelja Standardnog modela fizike čestica, te dvije vrijednosti trebale bi biti jednake po veličini, a suprotnog predznaka.
"Postojeće teorije sugerišu da neće biti razlike između ta dva mjerenja", rekao je Gabrielse.
Eventualna razlika mogla bi pomoći da se objasni jedna od najvećih zagonetki fizike. Prema teoriji, Veliki prasak je trebao stvoriti jednake količine materije i antimaterije, a svemir je danas gotovo u potpunosti sastavljen od materije.