欧洲核子研究中心（CERN）的反质子-反重子对称性实验（BASE）在2025年取得一项里程碑式的突破，成功将单个反质子的自旋相干性维持了创纪录的50秒。该实验由Barbara Latacz领导的BASE合作团队完成，标志着人类在操控反物质及其量子特性方面迈出了关键一步，为深入理解宇宙基本对称性及未来量子技术的发展奠定了基础。
反质子是质子的反物质对应体，拥有相同的质量但相反的电荷。BASE实验利用先进的彭宁阱技术，将单个反质子精确隔离并控制在特定量子状态。通过维持其自旋在“向上”和“向下”状态间的相干振荡，研究人员首次成功将反质子转化为功能性的“量子比特”（qubit），即量子计算机的基本信息单元。这一成就不仅展示了对反物质前所未有的操控能力，也为探索物质与反物质间的细微差别提供了新机遇。
此次实验的成功对于检验物理学中的基本对称性，特别是电荷-宇称-时间（CPT）对称性至关重要。CPT对称性理论上认为粒子及其反粒子在所有基本性质上应完全一致。然而，宇宙中物质的显著过剩而反物质的稀少，暗示着可能存在某种未知的机制破坏了这种对称性。BASE实验通过精确测量反质子的磁矩等属性并与质子进行对比，旨在寻找任何可能存在的微小差异。这些高精度测量将极大提升我们对标准模型局限性的认识，并可能揭示超越标准模型的新物理现象。
BASE团队在实验技术上也取得了显著进步，例如将冷却反质子至极低温度（低于200毫开尔文）所需时间从15小时大幅缩短至8分钟，使得研究人员能够进行更快速、更精确的测量。这些技术的进步，包括开发用于运输反物质的移动式陷阱系统（如BASE-STEP），为未来在更受控的环境下进行反物质研究奠定了基础。该研究成果已发表在《自然》杂志上，被认为是2025年物理学领域的重要进展之一。