En lo profundo del acelerador, los neutrones se aceleran y vuelan hacia el blanco como una bandada de diminutas peonzas. Cada peonza tiene un eje de giro: el espín. Si todas las peonzas giran en la misma dirección, el haz se llama polarizado. Ese haz es justo lo que se necesita para atrapar la escurridiza violación de simetría: por qué en nuestro mundo casi no queda antimateria, aunque en el Big Bang debería haberse creado en la misma cantidad que la materia.
Para obtener neutrones polarizados, los físicos usan gas de helio-3. Los átomos de este gas, como una esponja, absorben neutrones con una dirección de espín y dejan pasar los de la otra. Así se genera un haz en el que los espines están alineados como agujas de brújula en un campo magnético. Este haz se dirigió al núcleo de lantano-139. Cuando un neutrón entra en resonancia con el núcleo, la probabilidad de absorción depende de la orientación relativa de los espines. Al medir la diferencia en el conteo de neutrones con dos configuraciones opuestas, los científicos obtuvieron una asimetría de aproximadamente 7.8%.
Este resultado coincidió con mediciones anteriores, lo que significa que la nueva fuente de neutrones polarizados funciona correctamente. Ahora se pueden realizar experimentos más delicados: buscar la violación de la simetría bajo inversión temporal. Si se encuentra tal violación, explicará por qué la materia venció a la antimateria, y existimos.
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2602.17742
The dynamic enhancement of symmetry-breaking effects in neutron-nucleus resonances provides a sensitive testing ground for Time-Reversal Invariance Violation (TRIV). Exploiting this mechanism, the Neutron Optics Parity and Time Reversal Experiment (NOPTREX) seeks to elucidate the origin of the universe's baryon asymmetry. Critical to this effort is the precise measurement of Parity Violation (PV) asymmetries, which is essential to calibrate the nuclear parameters required for future TRIV experiments. To facilitate these studies, we developed an eV polarized neutron at the Back-n white neutron beamline of the China Spallation Neutron Source (CSNS). Neutron polarization is generated by an in-situ Spin-Exchange Optical Pumping (SEOP) $$^3$$He filter. Spin manipulation is performed by an adiabatic spin flipper, while spin polarization is preserved over the flight path by a vacuum transport system equipped with a solenoidal guide field. Experiments successfully measured an asymmetry of approximately $$7.8 \pm 2.4$$ (stat.) $$\pm 0.3$$ (sys.) % at the 0.747 eV p-wave resonance of $$^{139}$$La. These results are in agreement with previous results on this resonance and validate the system's capability for PV measurements.
El helio-3, utilizado para polarizar neutrones, es escaso en la Tierra: se extrae del gas natural y también se produce por desintegración del tritio. En el futuro se planea extraerlo en la Luna, donde se ha acumulado por el viento solar.
En la novela de Greg Egan «La fábrica de hormigas» (o «Zenzic»), los personajes viajan por un universo donde la materia y la antimateria están separadas y buscan una manera de restaurar la simetría: aproximadamente el mismo enigma que los físicos tienen en mente al realizar experimentos con neutrones.