CERN（欧州原子核研究機構）のBASE（Baryon Antibaryon Symmetry Experiment）コラボレーションは、単一の反陽子のスピンコヒーレンス時間を50秒間維持するという画期的な成果を上げました。この進歩は、量子コンピューティングへの応用や宇宙の根源的な対称性を探求する上で重要な意味を持ちます。
反陽子は陽子の反物質であり、同じ質量を持ちながら電荷が逆です。そのスピンコヒーレンスを長時間維持することは、高精度な測定や量子技術の開発に不可欠です。BASEの研究者たちは、高度な量子技術と洗練されたペニングトラップシステムを駆使し、この困難な課題を克服しました。特に、単一の反陽子を「スピンアップ」と「スピンダウン」の状態間で制御し、そのコヒーレントな振動を50秒間保つことに成功したことは、これまでにない偉業です。
この実験は、コヒーレント量子遷移分光法を用いて行われました。この手法は、マイクロ波パルスを用いて反陽子のスピン状態を操作し、その挙動を精密に観測するものです。BASEのチームは、この手法により、以前の測定よりも16倍も狭い共鳴ピークを観測し、遷移周波数を極めて高い精度で特定することができました。この精度向上は、物質と反物質の対称性、特にCPT対称性（電荷、パリティ、時間反転の対称性）の検証に大きく貢献すると期待されています。
BASEコラボレーションは長年にわたり、陽子と反陽子の磁気モーメントなどの基本的な性質を比較する研究を行ってきました。今回の成果は、その長年の努力の集大成とも言えます。バーバラ・ラタッツ氏のような研究者の貢献は、この分野の進歩に不可欠なものであり、彼女は新しい冷却トラップの開発など、実験技術の向上に大きく寄与しています。
この研究は、量子コンピューティングの分野にも新たな可能性を開きます。反陽子のスピン状態を量子ビットとして利用する研究も進められており、将来的な量子コンピュータの実現に向けた重要な一歩となる可能性があります。また、この技術は、宇宙における物質と反物質の非対称性という、現代物理学における未解決の謎を解明する手がかりとなるかもしれません。BASEの今後の研究は、標準模型のさらなる検証や、未知の物理現象の発見に繋がることが期待されています。