El estudio publicado en Physical Review Letters el 21 de octubre de 2026 informó de que un equipo de Northwestern University había mantenido un positrón atrapado durante meses en una trampa de Penning y había demostrado un ciclotrón cuántico de un solo positrón. El equipo también detectó los estados de ciclotrón y espín de la partícula sin que la detección los cambiara.
Un positrón es la antipartícula del electrón. El resultado se centra en cómo confinarlo y observar sus estados cuánticos; los investigadores plantean una futura medición de su momento magnético para poner a prueba la simetría CPT, que relaciona partículas y antipartículas en el Modelo Estándar.
Cómo la detección QND lee los estados cuánticos
La detección cuántica no demolición, conocida como QND por sus siglas en inglés, permitió observar los estados de ciclotrón y espín sin alterarlos mediante la propia detección. Los cambios en la frecuencia axial del positrón revelaban cambios en esos estados.
La trampa, el campo magnético y la carga del positrón
El montaje usó una trampa cilíndrica de Penning, que confinaba el positrón mediante un campo magnético y un potencial electrostático cuadrupolar. El campo magnético era de 5,6 teslas. La trampa y el recinto de vacío sellado se mantuvieron a unos 300 milikelvin, mientras que el solenoide superconductor que generaba el campo funcionó a 4,2 kelvin.
En la configuración descrita, cargar un positrón llevaba entre 8 y 11 horas. Los autores señalan que una trampa de acumulación y un sistema de transferencia podrían acelerar ese proceso.
Qué podría aportar una futura prueba CPT
El estudio no presenta una medición del momento magnético del positrón. Los autores consideran que, tras optimizar el aparato y analizar las incertidumbres, podría ser factible medirlo con una precisión comparable a la de la medición más reciente del electrón, citada como una parte en 10¹³.
A partir de esa futura medición, el equipo proyecta una prueba de invariancia CPT más de 30 veces más precisa que las que se habían podido realizar antes en el sector leptónico. La cifra se refiere a esa prueba futura y depende de la optimización y el análisis de incertidumbres.
