El experimento BASE (Baryon Antibaryon Symmetry Experiment) en el CERN ha logrado un avance significativo en la física cuántica al mantener la coherencia del espín de un antiproton durante un tiempo sin precedentes de 50 segundos. Este logro, liderado por la colaboración BASE e involucrando a científicos como Barbara Latacz, marca un hito en el control cuántico de partículas de antimateria.
La capacidad de aislar y mantener un antiproton en un estado de coherencia de espín durante un período tan prolongado es crucial para realizar mediciones de alta precisión. Utilizando técnicas avanzadas de espectroscopía de transición cuántica de espín, los investigadores pudieron observar oscilaciones de Rabi en el espín del antiproton, demostrando un control cuántico sin precedentes sobre esta partícula de antimateria. Este avance no solo establece un nuevo punto de referencia para la coherencia de espín en sistemas de antimateria, sino que también allana el camino para pruebas ultraprecisas de la simetría materia-antimateria.
Este experimento es fundamental para poner a prueba las simetrías fundamentales de la naturaleza, particularmente la simetría CPT (carga, paridad, inversión de tiempo), que postula que la materia y la antimateria deben comportarse de manera idéntica. Las discrepancias observadas en el universo, donde la materia predomina sobre la antimateria, sugieren que podría haber una violación de esta simetría. Las mediciones de alta precisión del momento magnético de los antiprotones y protones, como las realizadas por el experimento BASE, son esenciales para investigar estas posibles asimetrías.
El avance en el tiempo de coherencia del espín del antiproton tiene implicaciones de gran alcance para el campo de la computación cuántica. La capacidad de manipular y mantener el estado cuántico de partículas de antimateria abre la puerta al desarrollo de qubits de antimateria, componentes fundamentales de las computadoras cuánticas. Si bien la producción y el mantenimiento de la antimateria son actualmente costosos y complejos, este progreso impulsa la investigación hacia tecnologías cuánticas más avanzadas.
Además de sus aplicaciones en computación cuántica, este logro abre nuevas vías para la investigación en física de precisión. La capacidad de controlar con tanta exactitud las propiedades de los antiprotones permite realizar pruebas más rigurosas de las teorías fundamentales, como el Modelo Estándar de física de partículas, y buscar nueva física más allá de él. La investigación del experimento BASE contribuye a la comprensión de la asimetría materia-antimateria en el universo, un misterio persistente en la cosmología moderna.