Nauka

Gdy zachowana jest symetria czasoprzestrzeni zwana niezmienniczością CPT, antymateria powinna zachowywać się tak samo jak materia. Szukając przypadków złamania CPT, w ośrodku CERN koto Genewy prowadzi się badania atomów antywodoru. Atom wodoru wysyła światło o charakterystycznej barwie, czyli długości fali, gdy jego elektron spada z wyższego na niższy poziom energetyczny (na górze z lewej). Ten sam proces zachodzący w antywodorze (na górze z prawej) powinien prowadzić do emisji światła o tej samej barwie (antywodór także emituje zwykłe fotony, które są własnymi antycząstkami). Jeśli niezmienniczość CPT nie jest w żaden sposób zaburzona, to antywodór i wodór powinny mieć takie same widma emisyjne (na dole). W doświadczeniach w CERN badane są przejścia z udziałem mikrofal (które również powinny być identyczne w wodorze i antywodorze), a także proces pochłaniania nadfioletowego światła laserowego (odwrotny do przedstawionej na rysunku emisji). Jakakolwiek różnica w widmach będzie świadczyła o złamaniu symetrii CPT, a wraz z nią symetrii Lorentza.

SIŁY SPRZĘGAJĄCE SPIN są badane w University of Washington w doświadczeniu z wahadłem torsyjnym (w którym ciężarek wiszący na drucie obraca się tam i z powrotem). Ciężarek (z lewej) składa się z magnesów pierścieniowych wykonanych z dwóch różnych materiałów (niebieski i czerwony z prawej). Pola obu magnesów mają jednakowe natężenia, ale są wytwarzane przez różne liczby spinów. Linie pola wypadkowego tworzą zamknięte pętle niemal całkowicie ukryte w ciężarku, co tłumi szumy związane z działaniem zewnętrznych pól magnetycznych. Spiny elektronów pozostają jednak niezrównoważone. Dostatecznie silne pole wektorowe, które narusza teorię względności przez oddziaływania ze spinem, powinno zamanifestować swą obecność przez zaburzenia w drganiach ciężarka.

Gdy na początku lat dwudziestych Albert Einstein rozpoczął prace nad stworzeniem jednolitej teorii pola, przedsięwzięcie to wydawało się niezwykle obiecujące. Dotychczasowe teorie fizyczne, w tym szczególna i ogólna teoria względności oraz powstająca wówczas mechanika kwantowa, rodziły więcej pytań niż odpowiedzi, a zatem fizycy zgodnie przyznali, że trzeba sformułować bardziej ogólną strukturę pojęciową. Twórcami nowych koncepcji byli tak wybitni badacze, jak Hermann Weyl, Arthur Stanley Eddington i Theodor Kaluza. Chociaż te pionierskie próby nie doprowadziły do unifikacji, skierowały teoretyków ku niezwykle istotnym zagadnieniom, m.in. symetrii cechowania i dodatkowym wymiarom.