Em artigo publicado em 21 de outubro de 2026, pesquisadores da Northwestern University relataram a criação de um ciclotron quântico com um único pósitron e o controle de seus níveis mais baixos de energia ciclotrônica e de spin (estudo na Physical Review Letters). O artigo informa um mês de confinamento nessa realização; a Northwestern University descreve o período em termos de meses.
O resultado demonstrou o confinamento e o controle quântico de um pósitron. A equipe planeja medir o momento magnético da partícula e compará-lo ao do elétron.
Como o pósitron entrou na armadilha de Penning
A armadilha de Penning usa campos elétricos e magnéticos para confinar partículas carregadas. Neste experimento, uma fonte radioativa de sódio-22 produziu os pósitrons; um moderador de tungstênio desacelerou a partícula. Em seguida, ela se ligou temporariamente a um elétron, formando positrônio de Rydberg, um estado neutro composto pelas duas partículas. O positrônio atravessou uma abertura de 625 μm e foi ionizado por um campo elétrico já dentro da armadilha. O elétron se desprendeu, e o pósitron ficou confinado. (Detalhes do experimento)
Carregar um pósitron levava de 8 a 11 horas. A armadilha operava com campo magnético de 5,6 tesla e temperatura de cerca de 300 milikelvins. A sequência de carregamento começa com a fonte, passa pela desaceleração e pela entrada como positrônio neutro, e termina com a ionização dentro da armadilha.
Como a equipe identificou um único pósitron
Os pesquisadores acompanharam o movimento axial do pósitron, isto é, sua oscilação ao longo do eixo da armadilha. Mudanças nos estados de spin e de energia ciclotrônica alteravam essa frequência. O manuscrito relata um deslocamento de cerca de 3,8 Hz para um pósitron; o sinal do movimento do centro de massa para dois pósitrons seria metade desse valor. Observações de transições de spin também confirmaram a ocupação por uma única partícula. (Manuscrito do estudo; artigo científico)
A equipe usou medições quânticas não demolidoras: um método que permite observar estados quânticos sem alterar o estado medido. Micro-ondas ajustadas à energia necessária induziram transições entre níveis individuais de energia.
A comparação com o elétron ainda é uma etapa futura
O momento magnético descreve como uma partícula interage com um campo magnético. A medição de alta precisão desse valor para o pósitron e a comparação com o elétron são planos para a próxima etapa, não resultados deste estudo. A Northwestern afirma que o experimento abre caminho para essa comparação, que pode testar a simetria entre matéria e antimatéria prevista pela física de partículas.
