L'une des grandes questions auxquelles les physiciens tentent de répondre est ce qui est arrivé à toute l'antimatière de notre univers. L'univers est né d'une soupe chaude de particules de matière et d'antimatière (par exemple, l'antiparticule d'un électron est un positron). Mais quelque chose s'est passé il y a des milliards d'années pour faire pencher la balance vers la matière, et l'antimatière a disparu. En réalité, si cela n'était pas arrivé, nous, les humains, ne serions pas là :quand l'antimatière et les particules de matière entrent en collision, ils se transforment en énergie pure.

Pour résoudre ce mystère, les chercheurs de Caltech participent à un ambitieux projet multi-institutionnel appelé l'expérience neutron Electric Dipole Moment, ou nEDM, financé par le Département américain de l'énergie et la National Science Foundation. Le projet aboutira à une expérience au Oak Ridge National Laboratory dans le Tennessee dans environ trois ans. L'idée est de rechercher ce qu'on appelle un moment dipolaire électrique dans les neutrons, un phénomène dans lequel les charges à l'intérieur d'un neutron sont telles qu'un côté du neutron est un peu plus négatif que l'autre. Cette distorsion, si assez grand, pourrait signaler une rupture dans un type de symétrie en physique appelé parité de charge, ou CP, cela est nécessaire pour expliquer l'absence d'antimatière dans l'univers.

Caltech est en train de construire une partie cruciale de l'expérience :un cryogénérateur géant, sur la photo ci-dessus, ainsi qu'un blindage magnétique et des bobines pour produire des champs magnétiques. L'expérience à l'intérieur de la cuve cryogénique, qui peut être considérée comme une bouteille thermos géante, sera refroidi à des températures aussi basses qu'un demi-degré au-dessus du zéro absolu, ou 0,5 Kelvin (-459 degrés Fahrenheit). L'idée est de faire tourner des neutrons ultrafroids dans un champ magnétique à l'intérieur de la chambre, de la même manière que les appareils d'IRM font tourner des protons dans notre corps. Un champ électrique serait alors appliqué, et les chercheurs rechercheraient de très petits changements dans la façon dont les neutrons tournent, une indication d'un moment dipolaire électrique. La sensibilité de l'expérience nEDM équivaut à mesurer une distorsion du diamètre de la Terre inférieure à un centième de l'épaisseur d'un cheveu humain.

L'équipe Caltech s'attend à livrer le cryoconservateur, avec son blindage magnétique et ses bobines de champ magnétique, à Oak Ridge dans environ un an et demi.