El equipo de Northwestern University confinó y controló un solo positrón en una trampa cuántica, según un artículo publicado en Physical Review Letters el 21 de octubre de 2026. El estudio indica que, en esta realización, el positrón permaneció atrapado durante un mes; los anuncios de Northwestern describieron el confinamiento como de varios meses. El trabajo resolvió y controló los niveles más bajos de movimiento ciclotrón y espín, pero la comparación del momento magnético con el electrón quedó para una medición futura (artículo científico; anuncio de Northwestern).
Qué logró el experimento con un positrón
Un positrón es la antipartícula del electrón: tiene la misma masa, pero carga eléctrica positiva. El equipo consiguió confinar uno y controlar sus estados cuánticos, es decir, los niveles discretos de energía asociados a su movimiento y a su espín, una propiedad cuántica de la partícula. El resultado fue un avance experimental en control y detección, no la medición del momento magnético del positrón.
Cómo entra el positrón en la trampa de Penning
Una trampa de Penning usa campos eléctricos y magnéticos para mantener una partícula cargada confinada. Para introducir el positrón, el equipo partió de sodio-22 radiactivo y frenó las partículas emitidas con un moderador de tungsteno. El positrón se unió entonces a un electrón y formó positronio de Rydberg, un estado neutro y muy magnetizado. Esa combinación atravesó una abertura de 625 μm; dentro de la trampa, un campo eléctrico la ionizó y el positrón quedó confinado al separarse del electrón. La carga de un positrón tardó entre 8 y 11 horas en este montaje (manuscrito de los autores; artículo científico).
Cómo comprobaron que había un solo positrón
El equipo detectó el movimiento axial del positrón, su oscilación a lo largo del eje de la trampa, y observó los cambios de estado mediante mediciones cuánticas no demolitorias. Este método permite detectar cambios sin alterar el estado que se mide. Para un positrón, el manuscrito informa un desplazamiento de unos 3,8 Hz en la frecuencia axial; la señal del movimiento del centro de masas para dos positrones sería la mitad. Las observaciones de los cambios de espín y de movimiento ciclotrón respaldaron la ocupación de una sola partícula (artículo científico; manuscrito de los autores).
La medición que el equipo planea hacer
El siguiente objetivo es medir con precisión el momento magnético del positrón y compararlo con el del electrón. El momento magnético describe cómo responde una partícula a un campo magnético; una comparación precisa pondría a prueba la simetría entre materia y antimateria que predice la física de partículas. El experimento publicado estableció el control cuántico necesario para avanzar hacia esa medición, que Northwestern describe como trabajo futuro (artículo científico; anuncio de Northwestern).
