Антиматерията не е направена само от античастици, но е направена и от вълни. Сега знаем, че това важи дори и на нивото на единична антиматериална частица.
Физиците отдавна знаят, че почти всичко - светлина и други форми на енергия, но също така и всеки атом в тялото ви - съществува както частици, така и вълни, понятие, известно като двойност на вълната на частиците. Това е показано отново и отново в експерименти. Но антиматериалните частици, които са идентични с техните партньори по материята, с изключение на противоположния им заряд и въртене, са много по-трудни за експериментиране. Тези близнаци се взривяват бързо, обикновено в ускорители на големи частици.
Но сега физиците показаха на нивото на един-единствен позитрон - антиматериен близнак на електрона, че и антиматерията също е направена от частици и вълни.
За да покажат, че позитроните също са вълни, физиците извършиха по-сложна версия на известния „експеримент с двойни цепки“, който през 1927 г. за пръв път показа, че електроните - форма на материята - са и частици, и вълни.
В първоначалния експеримент с двойни процепи учените изстрелват поток от електрони през лист с две прорези на него, с детектор от другата страна. Ако електроните бяха само частици, те щяха да образуват образец от две ярки линии на детектора. Но те действаха като вълни, така че "се разсейваха" като светлина, образувайки разпръснат модел на много редуващи се по-ярки и по-димни линии. (Когато две вълни се припокриват, но са изместени една спрямо друга, върховете и долините на вълните се отменят или прибавят, създавайки отличителен модел, известен като интерференция. Тези видове експерименти са известни като интерферометрия.)
През 1976 г. физиците измислят как да демонстрират един и същ ефект с един електрон в даден момент, доказвайки, че дори единични електрони са вълни, които могат да се "намесват" един в друг.
Оттогава физиците показват, че когато отскачате позитрони от отразяваща повърхност, те се държат като вълни. Но досега те никога не бяха провеждали експеримент с двойни прорези, показващ, че отделните позитрони имат вълнов характер. Правенето на такъв вид експеримент предлага на физиците възможности да изучават поведението на антиматерията на ниво, което е по-дълбоко от всякога.
За този документ, публикуван на 3 май в списанието Science Advances, екип от италиански и швейцарски физици измисли как да генерира нискоенергиен лъч позитрони, които могат да бъдат използвани за изпълнение на първата антиматериална версия на експеримента с двойни прорези. Когато физиците насочиха позитроните през по-сложна серия от множество процепи, позитроните кацнаха на детектора по образец, който бихте очаквали от вълни, а не от отделни частици.
„Нашето наблюдение… доказва квантово-механичен произход и по този начин вълновата природа на позитроните“, казва в изявление Паола Скамполи, физик от Politecnico в Милано и съавтор на статията.
Тази работа, писаха авторите, отваря вратата за нов вид експеримент "интерферометрия". На следващо място, те се надяват да отговорят на въпросите за вълновата природа на по-сложна екзотична материя и използват тези резултати, за да изследват природата на гравитацията при много малки мащаби.
