Kuusiakymmentä vuotta antiprotonin löytämisen jälkeen Berkeleyssä muistellaan eräitä tapoja, joilla CERN:ssä antiprotoneilla tehdyt tutkimukset ovat valaisseet fysiikan perusasioita ja erityisesti perussymmetrioita.
Kuvan luotto: O Chamberlain et al. 1956 Nuo. Cim. 3 447.
Syyskuun 21. päivänä 1955 Owen Chamberlain, Emilio Segrè, Clyde Wiegand ja Tom Ypsilantis löysivät ensimmäiset todisteet antiprotonista, jotka kerättiin mittaamalla sen vauhtia ja nopeutta. He työskentelivät Berkeleyn niin sanotussa ”Rad Labissa”, ja he olivat pystyttäneet kokeensa uuteen kiihdyttimeen, Bevatroniin – protonisynkrotroniin, joka oli suunniteltu saavuttamaan 6,5 GeV:n energia, joka riitti antiprotonin tuottamiseen kiinteän kohteen kokeessa (CERN Courier marraskuu 2005 s. 27). Pian tämän jälkeen Gerson Goldhaberin ja Edoardo Amaldin johtamassa samankaltaisessa kokeessa havaittiin odotettuja annihilaatio-”tähtiä”, jotka kirjattiin ydinemulsiopinoihin (kuva 1). Neljäkymmentä vuotta myöhemmin CERNin matalaenergisen antiprotonirenkaan (LEAR) kokeessa yhdistämällä antiprotonit ja positronit saatiin syyskuussa 1995 todisteita siitä, että ensimmäiset muutamat antivetyatomit oli tuotettu.
Vuosikymmenten kuluessa antiprotonit ovat tulleet hiukkasfysiikan tutkimusten vakiovälineeksi, sana ”antimateria” on vakiintunut yleiseen kielenkäyttöön, ja antivedestä on nopeasti tulossa laboratorio, jossa voidaan tehdä tutkimuksia perustavanlaatuisen fysiikan alalla. CERNissä antiprotonien hidastin (AD) on nyt tärkeä laitos matalien energioiden perusfysiikan tutkimuksissa, jotka täydentävät LHC:n korkean energian rajalla tehtäviä tutkimuksia. Tässä artikkelissa muistellaan eräitä CERNin antimaailman tutkimusten kohokohtia ja kurkistetaan siihen, mitä AD:ssä on luvassa.
Takaisin Bevatronissa löydettiin vuonna 1956 neutraalien hiukkasten annihilaation avulla antineutroni, mikä loi pohjan todellisen antimaterian tutkimukselle. Aluksi kaikki odottivat täydellistä symmetriaa aineen ja antiaineen välillä varauksen konjugaation (C), pariteetin (P) ja ajan kääntämisen (T) operaatioiden yhdistelmän kautta. Sen jälkeen, kun CP-loukkaus havaittiin vuonna 1964, ei kuitenkaan ollut itsestään selvää, että ydinvoimat olivat CPT-invarianttisia ja että antinukleonien pitäisi sitoutua muodostaakseen antinukleoneita. Nämä epäilyt hälvenivät, kun Antonino Zichichin johtama ryhmä löysi antideuteronin CERNissä ja Columbian yliopiston ryhmä, johon kuuluivat Leon Lederman ja Sam Ting, Brookhavenissa (CERN Courier toukokuu 2009 s. 15 ja lokakuu 2009 s. 22). Kymmenen vuotta myöhemmin antihelium-3:sta ja antitritiumista saatiin todisteita CERNin superprotonisynkrotronin WA33-kokeessa sen jälkeen, kun Serpukhovin lähellä sijaitsevan Suurenergiafysiikan instituutin 70 GeV:n protonisynkrotronissa oli havaittu muutama kandidaatti. Viime aikoina törmäävien raskaiden ionien säteiden saatavuus on johtanut antihelium-4:n havaitsemiseen Brookhavenin relativistisen raskasionitörmäyttimen STAR-kokeessa (CERN Courier kesäkuu 2011 s. 8). CERNissä LHC:ssä tehtävässä ALICE-kokeessa havaitaan kevyiden ytimien ja antiytimien tuotantoa, joilla on vertailukelpoiset massat ja siten yhteensopivat sidosenergiat (kuva 2).
Exit baryonium, enter new mesons
Kuvan luotto: ALICE Collaboration.
Jo vuonna 1949, ennen antiprotonin löytämistä, Enrico Fermi ja Chen-Ning Yang ennustivat sidottujen nukleoni-antinukleoni-tilojen (baryonium) olemassaolon, kun he huomasivat, että tietyt kahden nukleonin väliset repulsiiviset voimat voivat muuttua vetovoimaisiksi nukleoni-antinukleonijärjestelmässä. Myöhemmin dualismiin perustuvat kvarkkimallit ennustivat kahdesta kvarkista ja kahdesta antikvarkista koostuvien tilojen olemassaolon, jotka pitäisi havaita, kun protoni annihiloituu antiprotonin kanssa. 1970-luvulla ydinpotentiaalimallit ennustivat edelleen lukuisia sidottuja tiloja ja resonanssiherätyksiä kahden nukleonin massan ympärillä. Tällaisista tiloista raportoitiinkin, muun muassa kapeista tiloista, jotka havaittiin antiprotoni-protonin (pp) annihilaatiossa CERNin protonisynkrotronissa (PS) ja mittauksissa, joissa mitattiin pp:n poikkileikkausta energian funktiona (S-mesoni, jonka massa on 1940 MeV).
Baryonium oli pääasiallinen motivaatio sille, että CERNissä rakennettiin LEAR-yksikkö, joka oli toiminnassa yli vuosikymmenen ajan, vuodesta 1982 vuoteen 1996 asti (ks. laatikko). Yhtään baryoniumin tilaa ei kuitenkaan vahvistettu LEAR:ssa. S-mesonia ei havaittu herkkyydellä, joka oli 10 kertaa pienempi kuin aiemmin raportoitu signaali pp:n kokonaispoikkileikkauksessa. Monoenergisiä siirtymiä sidottuihin tiloihin ei myöskään havaittu. Baryoniumin kuolema oli keskeinen aihe Thessalonikissa pidetyssä Antiproton 86 -konferenssissa. Mitä oli tapahtunut? LEARin antiprotonisäteiden korkea laatu tarkoitti, että kaikki pionit olivat hajonneet. Antiprotonien suuri intensiteetti (106/s verrattuna noin 102/s PS:n uuttamissa säteissä) ja korkea impulssiresoluutio (10-3-10-4) olivat ratkaisevia matalilla energioilla, jotta antiprotonit pysähtyisivät hyvin pienellä kantomatkalla
Kuvakrediitit: CERN ja Crystal Barrel Collaboration.
Levossa tapahtuvassa pp-annihilaatiossa syntyvien mesonien spektroskopia useissa LEAR:n kokeissa osoittautui paljon hedelmällisemmäksi. Tämä jatkoi perinnettä, joka oli alkanut 1960-luvulla PS:n 81 cm:n vetykuplakammiossa tapahtuneella antiprotonien annihiloinnilla, joka johti E-mesonin (E for Europe, nykyisin η(1440)) ja D-mesonin (nykyisin f1(1285)) löytämiseen pp → (E, D → KKπ)ππ:ssä. Edellinen johti pitkään jatkuneeseen kiistaan siitä, onko tällä massa-alueella olemassa glueball-kandidaatti – vain gluonista koostuva tila – joka havaittiin säteilevässä J/ψ-hajoamisessa SLAC:n e+e- törmäyttimessä SPEARissa. LEARin käynnistyttyä kokeet ASTERIX, OBELIX, Crystal Barrel ja JETSET ottivat haltuunsa mesonispektroskopian kapulan pp-annihilaatiossa. ASTERIX löysi tensorimesonin – AX, nykyään f2(1565) – jonka myös OBELIX raportoi; sen rakenne on edelleen epäselvä, vaikka se voikin olla ennustettu tensoribaryonium-tila.
Crystal Barrel on erikoistunut monineutraalien tapahtumien havaitsemiseen. Antiprotonit pysäytettiin nestemäisen vedyn kohteessa ja π0-mesonit havaittiin niiden γγ-hajoamisen kautta 1380 CsI(Tl)-kiteestä koostuvassa tynnyrin muotoisessa kokoonpanossa. Kuvassa 3 on esitetty detektori yhdessä kokeessa mitatun pp-annihilaation π0π0π0 Dalitzin kuvaajan kanssa. Tapahtumien epäyhtenäinen jakauma viittaa π0π0:ksi hajoavien väliresonanssien, kuten spin-0-mesonien f0(980) ja f0(1500) sekä spin-2-mesonien f2(1270) ja f2(1565), läsnäoloon. F0(1500) on hyvä kandidaatti glueballille.
ICE, AA ja LEAR
LEAR:n rakentamisessa hyödynnettiin CERN:iin vuonna 1980 rakennettua antiprotonilaitosta, jolla etsittiin W- ja Z-bosoneja -pp-törmäyttimenä toimivassa superprotonisynkrotronissa (Super Proton Synchrotron, SPS) (CERN Courier joulukuu 1999, s15). Antiprotonit syntyivät, kun PS:n 26 GeV:n protonit osuivat kohteeseen. Ne, joiden keskimääräinen impulssi oli 3,5 GeV/c, kerättiin antiprotonien akkumulaattoriin (AA), ja stokastisella jäähdytyksellä tuotettiin puhdas antiprotonisäde, jolla oli pienet poikittaismitat. Jopa 1012 antiprotonia päivässä voitiin tuottaa ja varastoida. Tämän jälkeen antiprotonit erotettiin ja injektoitiin PS:ään. Kun ne oli kiihdytetty 26 GeV:iin, ne siirrettiin SPS:ään, jossa ne kiertivät samassa sädeputkessa kuin protonit, mutta vastakkaiseen suuntaan. Viimeisen 270 GeV:iin kiihdytyksen jälkeen antiprotonit ja protonit saatiin törmäykseen.
LEAR:iin injektoimista varten AA:sta peräisin olevat 3,5 GeV/c antiprotonit hidastettiin PS:ssä 600 MeV/c:iin. Kun ne oli tallennettu LEAR:iin, ne hidastettiin edelleen 60 MeV/c:iin ja sitten ne uutettiin hitaasti tyypillisellä intensiteetillä 106/s. LEAR käynnistyi vuonna 1982, ja siinä tehtiin jopa 16 koetta ennen kuin se poistettiin käytöstä vuonna 1996. LEARin magneettirengas elää edelleen Low Energy Ion Ringissä, joka on osa raskaiden ionien injektioketjua LHC:hen.
LEAR hyötyi myös Initial Cooling Experiment (ICE) -varastointirenkaasta, joka suunniteltiin 1970-luvun loppupuolella testaamaan Simon van der Meerin ideaa stokastisesta jäähdytyksestä antiprotoneille ja myöhemmin tutkimaan elektronien jäähdytystä. Olennaisten muutosten jälkeen ICE:n elektronijäähdytin jatkoi toimintaansa antiprotonien jäähdyttämisessä LEARissa, ja nyt se palvelee CERNin nykyisessä antiprotonilaitoksessa AD:ssä (CERN Courier syyskuu 2009 s. 13). ICE osallistui myös antiprotonien mittauksiin, kun se säilytti elokuussa 1978 onnistuneesti antiprotonit 2,1 GeV/c:n lämpötilassa – maailman ensimmäinen tapaus – ja piti ne kierrossa 32 tuntia. Aiempi paras kokeellinen mittaus antiprotonin eliniästä kuplakammiokokeista oli noin 10-4 s; nyt sen tiedetään olevan yli 8 × 105 vuotta.
Fundamentaaliset symmetriat
CPT:n teoreema postuloi, että fysikaaliset lait pysyvät samoina, kun CPT:n yhdistetty operaatio suoritetaan. CPT:n invarianssi syntyy siitä, että kvanttikenttäteorioissa oletetaan tiettyjä vaatimuksia, kuten Lorentzin invarianssi ja pistemäiset alkeishiukkaset. CPT:n rikkominen on kuitenkin mahdollista hyvin pienillä pituusskaaloilla, ja se voi johtaa hiukkasten ja antihiukkasten ominaisuuksien, kuten eliniän, inertiamassan ja magneettisen momentin, pieniin eroihin.
LEAR:ssä TRAP-yhteistyö (PS196) suoritti sarjan uraauurtavia kokeita, joissa verrattiin täsmällisesti protonin ja antiprotonin varauksen ja massan suhdetta käyttämällä kylmään sähkömagneettiseen (Penningin) loukkuun varastoituja antiprotoneita. Yksittäisen varastoidun antiprotonin signaali voitiin havaita, ja antiprotoneita voitiin säilyttää ansassa jopa kaksi kuukautta. Mittaamalla kiertävien antiprotonien syklotronitaajuutta oskillaattorilla ja vertaamalla sitä samassa loukussa olevien H-ionien syklotronitaajuuteen ryhmä sai lopulta tuloksen tasolle 9 × 10-11. Kokeessa käytettiin protonien sijasta H-ioneja, jotta vältyttäisiin vääristymiltä, kun sähkö- ja magneettikenttien merkit vaihdetaan.
CPT-invarianssin oletuksen mukaan CP-symmetrian rikkominen, joka havaittiin ensimmäisen kerran neutraalissa kaonisysteemissä vuonna 1964, merkitsee, että myös T-invarianssia rikotaan. Vuonna 1998 CPLEAR-kokeessa osoitettiin kuitenkin T-symmetrian rikkominen neutraalissa kaonisysteemissä olettamatta CPT-symmetrian säilymistä (CERN Courier maaliskuu 1999 s. 21). K0 ja K0 muuntuvat toisiinsa ajan funktiona, ja T:n rikkominen merkitsee sitä, että tietyllä hetkellä t todennäköisyys löytää K0, kun alun perin syntyi K0, ei ole yhtä suuri kuin todennäköisyys löytää K0, kun syntyi K0. CPLEAR selvitti alkuperäisen kaonin identiteetin mittaamalla siihen liittyvän varautuneen kaonin merkin annihilaatiossa pp → K+K0π- tai K-K0π+; kaonin merkki ajanhetkellä t voitiin päätellä havaitsemalla hajoamiset K0 → π+e- ν ja K0 → π-e+ν. Kuvasta 4 nähdään, että havaittiin todellakin pieni epäsymmetria, joka on yhdenmukainen CP-loukkauksesta johtuvien odotusten kanssa, kun oletetaan CPT-invarianttia.
CPT-teoreema ennustaa myös, että aineella ja antiaineella pitäisi olla identtiset atomien herätespektrit. Antivety – neutraalin antiaineen yksinkertaisin muoto, joka koostuu positronista, joka kiertää antiprotonia – havaittiin ensimmäistä kertaa LEAR:n PS210-kokeessa. Kiertävä 1,9 GeV/c sisäinen antiprotonisäde kulki ksenon-klusterin suihkukohteen läpi, jolloin oli mahdollista tuottaa e+e- pari antiprotonin kulkiessa ksenonytimen Coulomb-kentän läpi. Antiprotonin sieppaama e+ voisi sitten muodostaa sähköisesti neutraalia antivetyä, jonka impulssi on 1,9 GeV/c. Antiprotonin annihilaatio pioneiksi ja fotoneiksi voitaisiin havaita myöhemmin. Tämä tuotantoprosessi on melko harvinainen, mutta siitä huolimatta PS210-yhteistyö raportoi todisteita yhdeksästä antivetyatomista noin kahden kuukauden mittausten jälkeen elo-syyskuussa 1995 ja vain kuukausia ennen LEARin sulkemista. Antivetyhavainto vahvistettiin kaksi vuotta myöhemmin Fermilabin antiprotoniakumulaattorissa, vaikkakin paljon pienemmällä tuotantopoikkipinnalla.
A AD:ssä
Uusi luku CERNin antivetytarinan tarinassa avautui vuonna 2000, kun CERN:ssä otettiin käyttöön AD, joka hidastaa antiprotonit 100 MeV:iin/c, ennen kuin ne otetaan talteen antimateria- ja atomifysiikan kokeita varten (CERN Courier, marraskuu 1999, s. 17). PS210-kokeessa oli yritetty valmistaa antivetyä lennossa, mutta esimerkiksi antivedyn spektroskopian tutkimiseksi on paljon kätevämpää varastoida antivetyatomit sähkömagneettisiin loukkuihin, kuten TRAP oli tehnyt antiprotonikokeissaan. Tämä edellyttää, että antivetyä tuotetaan hyvin pienillä energioilla, mihin AD:n avulla päästään.
Kuvakrediitit: ATHENA Collaboration.
Vuonna 2002 AD:n ATHENA- ja ATRAP-kokeet osoittivat, että AD:ssä on tuotettu suuria määriä hitaita antivetyatomeja (CERN Courier marraskuu 2002 s. 5 ja joulukuu 2002 s. 5). ATHENA:ssa käytettiin absorboivia kalvoja, joilla AD:stä tulevien antiprotonien energia saatiin alennettua muutamaan kiloelektronivolttiin. Pieni osa antiprotonisäteestä vangittiin sitten Penningin loukkuun, kun taas radioaktiivisesta natriumlähteestä peräisin olevat positronit varastoitiin toiseen loukkuun. Antiprotoni- ja positronipilvet siirrettiin sitten kolmanteen loukkuun ja saatiin limittymään toisiinsa, jolloin syntyi sähköisesti neutraalia antivetyä, joka siirtyi kryostaatin seinämille ja annihiloitui. Antivetyilmaisimessa oli kaksi kerrosta piimikroliuskeita, jotka seurasivat antiprotonien annihilaatiosta peräisin olevia varattuja pioneja; 192 CsI-kiteen ryhmä havaitsi ja mittasi positronien annihilaatiosta peräisin olevien fotonien energioita (kuva 5). Kokeen aikana tuotettiin noin miljoona antivetyatomia, mikä vastaa keskimäärin 10 antiatomia sekunnissa.
Antivetyatomilla on magneettinen dipolimomentti (positronin dipolimomentti), mikä tarkoittaa, että se voidaan vangita epähomogeeniseen magneettikenttään. Ensimmäinen yritys tähän tehtiin AD:ssa ALPHA-kokeessa, jossa onnistuttiin vangitsemaan 38 antivetyatomia oktupolaarisessa magneettikentässä (CERN Courier maaliskuu 2011 s13). Alkuperäistä 172 ms:n antihydrogeenisäilytysaikaa pidennettiin myöhemmin noin 15 minuuttiin, mikä avasi tietä atomispektroskopiakokeille. CPT:n herkkä testi on aiheuttaa antivetyatomissa siirtymiä singlettitiloista triplettitiloihin (hyperfiinihajonta eli HfS) ja verrata siirtymän energiaa vedyn energiaan, joka tunnetaan erittäin tarkasti. ALPHA teki ensimmäiset onnistuneet yritykset mitata HfS:ää mikroaaltosäteilyllä onnistuen kääntämään positronin spinin ja heittämään 23 antivetyatomia loukusta (CERN Courier huhtikuu 2012 s. 7).
Vaihtoehtoinen lähestymistapa on tehdä Stern-Gerlach-tyyppinen koe antivetysäteellä. ASACUSA-kokeessa on käytetty anti-Helmholtz-käämiä (cusp trap) kohdistamaan voimia antivety-atomeihin ja valitsemaan ne, jotka ovat tietyssä positronin spin-tilassa. Polarisaatio voidaan sitten kääntää sopivalla taajuudella toimivilla mikroaalloilla. Ensimmäisessä onnistuneessa testissä havaittiin 80 antivetyatomia tuotantoalueen alapuolella (CERN Courier maaliskuu 2014 s. 5).
ASACUSA-yhteistyö on myös testannut CPT:tä käyttäen heliumiin pysäytettyjä antiprotoneita. Antiprotonit vangittiin heittämällä toinen kahdesta kiertävästä elektronista ulos, jolloin syntynyt antiprotoninen heliumatomi jätettiin korkeatasoiseen, pitkäikäiseen atomitilaan, joka soveltuu laserherätykseen. Käyttämällä kahta vastakkaisesti etenevää lasersädettä (lämpöliikkeen aiheuttaman Dopplerin levenemisen vähentämiseksi) ryhmä pystyi määrittämään antiprotonin ja elektronin massasuhteen 1,3 ppb:n tarkkuudella (CERN Courier syyskuu 2011 s. 7). Aiemmin protonin ja antiprotonin varauksen ja massasuhteen vertailu oli tehty 0,09 ppb:n tarkkuudella TRAP-yhteistyöryhmän toimesta LEARissa, kuten edellä on kuvattu. Kun ASACUSA:n ja TRAP:n tulokset yhdistetään, protonin ja antiprotonin massat ja varaukset määritetään yhtä suuriksi alle 0,7 ppb:n tarkkuudella.
CPT edellyttää myös, että hiukkasen magneettinen momentti on yhtä suuri kuin sen antihiukkasen magneettinen momentti (miinus). AD:ssa parhaillaan käynnissä olevassa BASE-kokeessa määritetään antiprotonin magneettimomentti 1 ppb:n tarkkuudella mittaamalla spinistä riippuva aksiaalinen värähtelytaajuus Penning-loukussa, johon kohdistuu voimakas magneettikentän gradientti. Kokeellinen lähestymistapa on samanlainen kuin se, jota käytettiin protonin magneettimomentin mittaamiseen 3 ppb:n tarkkuudella (CERN Courier heinä-elokuu 2014 s. 8). Yhteistyö on jo vertaillut antiprotonin ja protonin varauksen ja massan suhdetta 6,9 × 10-11:n murtotarkkuudella (p7).
Kuvan luotto: AEgIS Collaboration.
Heikkoa ekvivalenssiperiaatetta (weak equivalence principle, WEP), jonka mukaan kaikki kappaleet kiihtyvät gravitaatiokentissä täsmälleen samalla tavalla, ei ole koskaan testattu antiaineella. Positronien tai antiprotonien avulla tehdyt yritykset ovat toistaiseksi epäonnistuneet sähkö- tai magneettikenttien aiheuttamien häiriöiden vuoksi. Sen sijaan sähköisesti neutraali antivetyatomi on ihanteellinen koetin WEP:n testaamiseen. AD:n AEgIS-yhteistyöryhmä suunnittelee mittaavansa antivetysäteen notkahduksen tyypillisesti 1 metrin etäisyydeltä kaksiruutuisen deflektometrin avulla. Painovoiman aiheuttama moiré-kuvion siirtymä mitataan korkealla resoluutiolla (noin 1 μm) käyttämällä ydinemulsioita (kuva 6) – samaa havaintotekniikkaa, jota käytettiin antiprotonin annihilaation osoittamiseen Bevatronissa jo vuonna 1956.
Tulevaisuus on ELENA
Tulevaisuuden kokeet antimateriakokeilla CERNissä hyötyvät ELENA-hankkeesta (ELENA, Extra Low ENergy Antiproton), joka otetaan käyttöön vuoden 2017 lopussa. Antiprotonien sieppaustehokkuus AD:n kokeissa on tällä hetkellä hyvin alhainen (alle 0,1 %), koska suurin osa niistä häviää, kun AD:stä tuleva 5 MeV:n säde alennetaan sähkömagneettisten ansojen rajoitusjännitteen vaatimaan muutamaan kiloelektronivolttiin. Tämän ongelman ratkaisemiseksi ELENA – 30 metrin ympärysmittainen elektronijäähdytteinen varastointirengas, joka sijoitetaan AD-halliin – hidastaa antiprotonit tyypillisesti 100 keV:iin. Nopea louhinta (LEAR:ssä käytössä olleen hitaan louhinnan sijaan) on tarkoitus syöttää loukkukokeisiin.
Yksi kokeeksi, joka hyötyy tästä uudesta laitteistosta, on GBAR, jonka tavoitteena on myös mitata antivetykin gravitaatiokiihtyvyyttä. Positroneja tuotetaan 4,3 MeV:n elektronilinassilla ja niitä käytetään positiivisten antivetyionien (eli antiprotonin, jossa on kaksi positronia) tuottamiseen, jotka voidaan siirtää sähkömagneettiseen loukkuun ja jäähdyttää 10 mK:een. Kun antiprotonit on siirretty toiseen loukkuun, jossa toinen positroneista irrotetaan, ne laukaistaan pystysuoraan noin 1 m/s keskinopeudella (CERN Courier maaliskuu 2014 s. 31).
On syytä muistaa, että antiprotonin löytäminen Berkeleyssä perustui noin 60 antiprotoniin, jotka havaittiin seitsemän tunnin aikana. 1,2 GeV/c säde sisälsi 5 × 104 enemmän pioneja kuin antiprotoneita. Nykyään AD tuottaa 100 sekunnin välein noin 3 × 107 antiprotonin puhdasta sädettä 100 MeV/c:n nopeudella, mikä tekee CERNin laboratoriosta ainutlaatuisen antimateriantutkimuksen laboratorion maailmassa. Vuosikymmenten aikana antiprotonisuihkut ovat johtaneet uusien mesonien löytämiseen ja mahdollistaneet aineen ja antiaineen välisten symmetrioiden tarkat testit. Nyt vedyn ja antivedyn ominaisuuksia verrataan, ja tarkat testit tehdään ELENAn avulla. Todennäköisyys havaita täsmällisen symmetrian rikkominen on pieni, sillä CPT-teoreema on fysiikan peruslaki. Kokemus kuitenkin osoittaa, että – kuten pariteetin säilymättömyyden yllättävässä havaitsemisessa vuonna 1957 ja CP-rikkomuksessa vuonna 1964 – kokeilla on lopulta viimeinen sana.