欧洲核子研究组织（CERN）的科学家首次对处于一种被称为叠加态的未确定量子态中分离出的反物质粒子进行了分析。
虽然普通物质的量子行为已被广泛研究，甚至以量子比特的形式用作量子计算机的基础，但这一突破远不止于技术应用，它有可能帮助物理学家理解我们如今为何存在。
该团队将一个反质子——质子的反物质对应物——悬浮在电磁陷阱系统中，并抑制了会干扰粒子微妙量子态的环境干扰。
当该粒子处于一种被称为自旋的性质的未确定模糊状态时，研究人员小心地使其产生振荡，并在50秒的时间内进行测量。
“这代表着首个反物质量子比特，” 欧洲核子研究组织BASE合作项目的物理学家斯特凡·乌尔默表示，“最重要的是，它将帮助BASE在未来的实验中，以提高10到100倍的精度进行反质子磁矩测量。”
这些未来的实验有助于揭示物质与反物质之间更多的差异，进而回答一个基本问题：根据当前的物理模型，一场反物质大灾难本应在数十亿年前就消灭所有物质，而我们是如何在这场灾难中幸存下来的。
简单来说，理论上物质与反物质除了粒子与其对应物电荷相反之外，不应有其他差异。然而，如果真是这样，大爆炸应该产生等量的物质与反物质，它们会迅速相互抵消，那么如今的宇宙将会是一片虚空。
我们能够在此思考这个问题，这表明物理学在某些方面必然对物质与反物质有不同的对待方式。各种实验已开始揭示这种不对称性的线索，但目前发现的差异程度仍无法解释这种不一致。
欧洲核子研究组织的BASE实验通过比较质子和反质子在相似条件下自旋状态的表现，来寻找这种差异。自旋是亚原子粒子的一种固有属性，使其表现得像微小的磁铁。
此前的BASE实验运行已将反质子的磁矩测量精度提高到十亿分之1.5 。但令人沮丧的是，即便达到这一精度，它仍与普通质子的磁矩一致。
部分问题在于量子态对周围环境的干扰非常敏感，因此很难让反质子长时间处于叠加态，以便仔细研究其特性。
BASE现已进行了一系列升..
而且这一时间可能很快会进一步延长。通常情况下，反物质不能从其产生的地方移动太远，毕竟如果它接触到由普通物质制成的容器，就会瞬间消失。
欧洲核子研究组织一直在测试一种名为BASE – STEP的新型反物质运输系统，该系统最终可能使这种奇异物质被运送到能够抑制甚至消除背景噪声的专业设施中。
正是在这些超安静的实验中，我们或许最终能听到物理学最深刻问题之一的答案。
“一旦全面投入使用，我们新的离线精密彭宁陷阱系统，将由BASE – STEP运输的反质子供应，这可能使我们实现的自旋相干时间甚至比当前实验长十倍，这将为重子反物质研究带来变革，” 欧洲核子研究组织的物理学家芭芭拉·拉塔茨说。
该研究发表在《自然》杂志上。