Группа физиков под руководством Джеральда Габриэльса из Северо‑Западного университета впервые удержала одиночный позитрон в ловушке Пеннинга и позволила ему переходы между нулевыми и более высокими циклаотронными уровнями, а также спиновые перестройки. Для достижения этого античастицу пропустили через монокристалл вольфрама, установленный в поле с добавлением квадратичного члена по координате, что позволило наблюдать переход на один квант и на два кванта, а при сильном возбуждении зафиксировать изменение спина. Эти результаты представлены как шаг к точному измерению магнитного момента позитрона и проверке CPT‑инвариантности лептонов.

Установка включает сверхпроводящий соленоид для создания поля порядка 5,6 тесла и цилиндрическую ловушку Пеннинга, охлаждаемую до примерно 300 милликельвин с помощью рефрижератора растворения. Вектор поля дополняют монокристаллическим вольфрамовым модератором и системе «магнитной бутылки», которая включает квадратичный член поля и сдвиг частотной компоненты на 3,8 Герца при переходе на один квант. Эти детали позволяли осуществлять попытки неразрушающего контроля состояний позитрона и настраивать условия наблюдений.

Сама фиксация состояний происходила при микроволновом излучении частотой около 156 гигагерц: оно возбуждало одноквантовые переходы, а более сильное возбуждение приводило к переходам на два кванта. Вместе с этим регистрировались спиновые перевороты при одновременном воздействии аномального и циклотронного возбуждений. Точная анализируемость таких явлений позволила убедиться, что внутри ловушки была заперта ровно одна частица, а время жизни позитронного циклотронного возбуждения выросло с примерно 83 миллисекунд до около 4 секунд.

Авторы проекта подчеркивают, что дальнейшая оптимизация установки и более подробная оценка погрешностей могут позволить измерить магнитный момент позитрона с точностью, сопоставимой с точностью измерения для электрона — порядка 10‑13. Это даст возможность более строгой проверки CPT‑инвариантности электронно‑позитронной пары и возможного уточнения параметров стандартной модели.

В контексте исследований античастиц данное достижение дополняет ряд работ по CPT‑инвариантности и свойствам античастиц; упоминаются и другие направления, связанные с изучением антипротонов, в том числе попытки их перемещения по территории крупных ускорителей. Эти примеры иллюстрируют общий интерес науки к симметриям в физике элементарных частиц.