Antimateria nu este făcută doar din antiparticule, ci și din valuri. Acum știm că acest lucru este valabil chiar și la nivelul unei singure particule antimateriale.
Fizicienii știu de mult timp că aproape orice - lumina și alte forme de energie, dar și fiecare atom din corpul tău - există atât particule cât și unde, concept cunoscut sub numele de dualitate undă particule. Acest lucru a fost arătat din nou și din nou în experimente. Dar particulele de antimaterie, care sunt identice cu partenerii lor de materie, cu excepția încărcării opuse și a spinului, sunt mult mai dificil de experimentat. Aceste gemeni de materie flutură în existență trecător, de obicei în acceleratoare masive de particule.
Însă acum, fizicienii au arătat la nivelul unui singur pozitron - un gemel de antimaterie a electronului - că și antimateria este făcută atât din particule cât și din unde.
Pentru a arăta că pozitronii sunt de asemenea valuri, fizicienii au efectuat o versiune mai complicată a celebrului „experiment cu două fante”, care în 1927 a arătat pentru prima dată că electronii - o formă de materie - sunt atât particule cât și unde.
În experimentul original cu două fante, oamenii de știință au tras un flux de electroni printr-o foaie cu două fante pe ea, cu un detector pe cealaltă parte. Dacă electronii ar fi fost numai particule, ei ar fi format un model de două linii strălucitoare pe detector. Dar au acționat ca niște valuri, așa că s-au „difractat” ca lumina, formând un model de răspândire a multor linii mai luminoase și mai slabe. (Când două valuri se suprapun dar sunt deplasate unul față de celălalt, vârfurile și văile undelor se anulează sau se adună, creând un model distinctiv cunoscut sub numele de interferențe. Aceste tipuri de experimente sunt cunoscute sub numele de interferometrie.)
În 1976, fizicienii și-au dat seama cum să demonstreze același efect cu un electron la un moment dat, dovedind că chiar și electronii singuri sunt unde care pot „interfera” între ei.
Fizicienii au arătat de atunci că atunci când săriți pozitronii de pe o suprafață reflectorizantă, se comportă ca niște valuri. Însă până acum, nu au efectuat niciodată un experiment cu două fante, care să arate că pozitronii individuali au o natură de val. Efectuarea unui astfel de experiment oferă fizicienilor oportunități de a studia comportamentul antimateriei la un nivel care este mai profund decât oricând.
Pentru această lucrare, publicată pe 3 mai în revista Science Advances, o echipă de fizicieni italieni și elvețieni și-a dat seama cum să genereze un fascicul de energie cu consum redus de pozitroni care ar putea fi utilizat pentru a realiza prima versiune antimaterie a experimentului cu dublă fanta. Când fizicienii au direcționat pozitronii printr-o serie mai complexă de mai multe fante, pozitronii au aterizat pe detector într-un model pe care îl așteptați de la unde, nu de particule individuale.
"Observația noastră ... dovedește originea cuantico-mecanică și, prin urmare, natura valurilor pozitronilor", a declarat Paola Scampoli, fizician la Politecnico din Milano și coautor al lucrării.
Această lucrare, au scris autorii, deschide ușa către un nou tip de experiment de „interferometrie”. În continuare, ei speră să răspundă la întrebări cu privire la natura valurilor a materiei exotice mai complexe și să utilizeze aceste rezultate pentru a examina natura gravitației la scări foarte mici.
