
Эксперимент BASE по изучению антивещества
измерил величину q/m, отношение заряда антипротона к его массе.
Его сравнили с таким же отношением для протона, — и, с учетом знака заряда, два числа сошлись
с рекордной точностью в 65 триллионных, что позволило еще сильнее ограничить некоторые экзотические теории. 
Результат опубликован в журнале Nature, статья находится в открытом доступе; краткий пресс-релиз, посвященый исследованию,
появился на сайте ЦЕРНа.
У современной экспериментальной физики микромира есть поразительное свойство: 
изучая всего одну частицу, мы можем получить информацию об универсальных физических законах,
работающих повсюду во вселенной.
Так получается потому, что эксперименты с отдельными частицами очищены от огромного количества несущественной
информации, присущей большим телам.
В биологии, например, каждое животное, даже каждая живая клетка — уникальны.
А в физике все протоны — абсолютно идентичны друг другу. 
То же касается и всех антипротонов. Вдобавок, современная, тысячекратно проверенная теория устройства микромира 
говорит, что все общие характеристики протонов и антипротонов, взятые по модулю, должны совпадать
(это утверждение называется CPT-теоремой; вот ее популярное объяснение).
Поэтому если эксперимент с одним-единственным 
антипротоном достоверно обнаружит его отличие от протона — это будет иметь кардинальные последствия
для всей физики и для описания вселенной.
Нарушается ли CPT-теорема в нашем мире или нет — должно быть проверено экспериментально, путем
измерения различных характеристик античастиц.
Эксперименты по изучению антивещества достаточно сложны (см. подробности ниже),
но, поскольку они потенциально способны привести к революционному открытию,
игра стоит свеч.Обширная программа по изучению антивещества ведется и в ЦЕРНе.
Здесь есть сразу несколько экспериментов, работающих с антипротонами и антиводородом.
Антипротоны им поставляет специальный ускоритель, а точнее, антипротонный замедлитель AD — любопытная установка, словно идущая против главного тренда физики частиц:
она не ускоряет, а замедляет рожденные антипротоны до низких энергий.
Антипротонный поток затем расходится по установкам и используется для различных измерений.
Задачи варьируются от сугубо фундаментальных, таких как спектроскопия антиводорода 
в эксперименте ASACUSA или проверка того, как антиматерия чувствует гравитацию, и до совершенно прикладных,
например, разработки антипротонной радиотерапии раковых опухолей в эксперименте ACE. 
Установка BASE, чья статья была на днях опубликована в Nature, — из той же группы экспериментов.
Ее название — это сокращение от Baryon Antibaryon Symmetry Experiment,
«Эксперимент по измерению симметрии между барионами и антибарионами». 
Его главная задача — выполнить сверхточные измерения общих характеристик антипротона
(заряда, массы, магнитного момента) и сравнить их результаты с протоном.
Магнитный момент этот эксперимент будет измерять чуть попозже, а пока что коллектив
отчитался о другой величине, отношении заряда к массе.
Даже в самой постановке задачи есть несколько тонкостей, про которые полезно рассказать.
Во-первых, казалось бы, зачем надо измерять именно отношение q/m? Ведь можно измерить заряд и массу
по отдельности, а потом поделить одно на другое.
Это сделать можно, но только результат получится недостаточно точным. 
А вот отношение q/m измеряется совсем иначе, через циклотронную частоту вращения антипротонов в магнитном 
поле известной напряженности. Более того, в эксперименте измеряется не число q/m
само по себе, а отношение 
R = (q/m)анти-p/(q/m)p.
Вот именно для этой величины удается достичь огромной точности.
Во-вторых, для реализации этой схемы надо поместить протон и антипротон в одни и те же
условия, в одну и ту же ловушку. Но это проблематично — ведь у них разные знаки заряда.
Чтобы обойти эту проблему, в эксперименте BASE антипротон сравнивается не напрямую с протоном,
а с отрицательным ионом водорода H− (т.е. протон и два электрона).
Конечно, ион H− — это не чистый протон, у него другое отношение заряда к массе.
Но физики исключительно точно знают, насколько оно отличается от (q/m) для протона —
примерно в 1,001089218754 раза. Поэтому в эксперименте достаточно измерить
(q/m)анти-p/(q/m)H−, поделить на это число,
и получится искомое отношение R.
