През 1924 г. френският физик Луи дьо Бройли предлага фотоните - субатомната частица, която представлява светлина - да се държат като частица и вълна. Известно като „двойност на вълната на частиците“, това свойство е тествано и е показано, че се прилага с други субатомни частици (електрони и неутрони), както и с по-големи, по-сложни молекули.
Наскоро експеримент, проведен от изследователи с помощта на QUantum Interferometry and Gravitation with Positrons and LAsers (QUPLAS), показа, че същото това свойство важи за антиматерията. Това беше направено с помощта на същия вид интерферентен тест (известен още като експеримент с двойни процепи), който помогна на учените да предложат двойствеността на вълната на частиците.
Изследването, което описва констатациите на международния екип
В миналото двойствеността на вълната на частиците беше доказана чрез редица дифракционни експерименти. Изследователският екип на QUPLAS обаче е първият, който установява поведението на вълната в един експеримент с интерференция на антитрон (античастицата на електрона). По този начин те демонстрираха квантовата природа на
Експериментът включваше настройка, подобна на експеримента с двойни процепи, при която частиците се изстрелват от източник през решетка с две процепи от източник към детектор, чувствителен към положение. Докато частиците, движещи се по прави линии, биха създали модел, който съответства на решетката, частиците, движещи се като вълни, биха генерирали райета на интерференция.
Експериментът се състои от подобрен интерферометър Talbot-Lau, увеличаващ периода, непрекъснат позитронен лъч, микрометрична решетка и детектор, чувствителен към позицията на ядрена емулсия. Използвайки тази настройка, изследователският екип успя да генерира - за първи път - интерферентен модел, който съответства на единични вълни на антиматериални частици.
Както д-р Чиро Пистило - изследовател в Лабораторията по физика на висока енергия (LHEP), Алберт Айнщайн център (AEC) на университета в Берн и съавтор на проучването - обясни в новинарската история на университета в Берн:
„С ядрените емулсии ние сме в състояние да определим точката на въздействие на отделните позитрони много точно, което ни позволява да реконструираме техния интерферометричен модел с микрометрична точност - по този начин по-добре от милионен на метър. “
Тази функция позволи на екипа да преодолее основните ограничения на експериментите с антиматерия, които се състоят в ниска сложност на манипулиране на потока от частици и лъчи. Поради това екипът успя успешно да демонстрира квантово-механичния произход на антиматерията и вълновия характер на
Например, гравитационните измервания могат да се извършват с екзотични вещества-симетрични атоми (като позитроний). Това би позволило на учените да изпробват теорията на симетрията на заряда, паритета и обръщането на времето (CPT); и като допълнение, принципът на слабата еквивалентност за антиматерия - принцип, който лежи в основата на общата относителност, но никога не е тестван с антиматерия.
По-нататъшни експерименти с антиматериална интерферометрия също могат да разрешат горещия въпрос защо има дисбаланс на материята и антиматерията във Вселената. Благодарение на този пробив тези и други основни мистерии очакват по-нататъшно разследване!
