Eksperimen Baryon Antibaryon Symmetry Experiment (BASE) di CERN telah mencapai tonggak sejarah dalam fisika kuantum dengan berhasil mengisolasi dan mempertahankan koherensi spin antiproton selama 50 detik yang memecahkan rekor. Terobosan ini, yang dipimpin oleh kolaborasi BASE dan melibatkan para ilmuwan terkemuka seperti Barbara Latacz, menandai kemajuan signifikan dalam pemahaman dan manipulasi antimateri.
Antiproton, analog antimateri dari proton, memiliki massa yang sama tetapi muatan berlawanan. Kemampuan untuk menjaga stabilitas kuantumnya, yang dikenal sebagai koherensi spin, sangat penting untuk berbagai eksperimen yang bertujuan untuk menguji simetri fundamental alam semesta, terutama simetri CPT (charge, parity, time reversal). Simetri ini menyatakan bahwa materi dan antimateri seharusnya berperilaku identik, terlepas dari muatan yang berlawanan. Namun, ketidakseimbangan materi-antimateri yang diamati di alam semesta menunjukkan bahwa mungkin ada perbedaan halus yang belum terungkap.
Penelitian BASE sebelumnya telah menetapkan presisi tinggi dalam membandingkan sifat-sifat proton dan antiproton, termasuk rasio muatan-terhadap-massa mereka dengan ketidakpastian 16 bagian per triliun dan momen magnetik mereka dengan presisi 1,5 bagian per miliar. Terobosan terbaru dalam mempertahankan koherensi spin antiproton selama 50 detik ini dicapai melalui teknik spektroskopi transisi kuantum spin yang canggih. Teknik ini memungkinkan para peneliti untuk memanipulasi dan mengamati keadaan kuantum dari satu antiproton dengan presisi yang luar biasa, membuka kemungkinan baru untuk pengujian teori fisika fundamental.
Selain itu, kemajuan dalam teknologi pendinginan telah secara drastis mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk mendinginkan antiproton. Metode baru telah mengurangi waktu pendinginan dari 15 jam menjadi hanya 8 menit. Peningkatan substansial ini memungkinkan siklus pengukuran yang lebih banyak dan peningkatan akurasi yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam pengukuran sifat-sifat antiproton. Kemampuan untuk mempertahankan koherensi antiproton untuk waktu yang lama juga memungkinkan para ilmuwan untuk menerapkan seluruh rangkaian metode spektroskopi koheren pada sistem materi dan antimateri tunggal dalam eksperimen presisi.
Terobosan ini memiliki implikasi yang luas untuk fisika presisi. Dengan memungkinkan pengujian yang lebih ketat terhadap simetri CPT, penelitian ini dapat memberikan petunjuk penting tentang mengapa alam semesta didominasi oleh materi. Potensi aplikasi dalam komputasi kuantum dan penginderaan kuantum juga sedang dieksplorasi, meskipun antiproton qubit yang dihasilkan kemungkinan besar akan digunakan terutama untuk penelitian fisika fundamental daripada aplikasi komputasi praktis karena sifat antimateri yang mudah musnah. Penelitian BASE terus mendorong batas-batas pemahaman kita tentang antimateri dan hukum-hukum fundamental alam semesta. Dengan terus menyempurnakan teknik eksperimental dan memperluas pemahaman kita tentang perilaku antimateri, para ilmuwan selangkah lebih dekat untuk mengungkap misteri terbesar fisika.