У 1924 р. Французький фізик Луї де Бройль запропонував, щоб фотони - субатомна частинка, що становить світло - поводилися як частинка, так і хвиля. Ця властивість, відома як "подвійність хвиль-частинок", ця властивість була випробувана і показана як для інших субатомних частинок (електронів і нейтронів), так і для більш великих, більш складних молекул.
Нещодавно експеримент, проведений дослідниками із співпрацею Quantum Interferometry and Gravitation with Positrons and LAsers (QUPLAS), продемонстрував, що ця сама властивість стосується антиматерії. Це було зроблено за допомогою такого ж випробування інтерференції (ака. Експеримент з подвійною щілиною), який допоміг вченим запропонувати в першу чергу подвійність хвиль.
Дослідження, яке описує результати міжнародної команди
У минулому подвійність хвиль часток була доведена за допомогою ряду дифракційних експериментів. Однак дослідницька група QUPLAS першою встановила хвильову поведінку в єдиному експерименті інтерференції (античастинка електрона). Роблячи це, вони продемонстрували квантову природу Росії
Експеримент передбачав налаштування, подібне до експерименту з подвійною щілиною, коли частинки вистрілюються з джерела через решітку з двома щілинами від джерела до детектора, чутливого до положення. Тоді як частинки, що рухаються прямими лініями, створюють візерунок, який відповідає решітці, частинки, що рухаються як хвилі, створюють смугастий малюнок перешкод.
Експеримент складався з удосконаленого періоду збільшуючого інтерферометра Talbot-Lau, безперервного позитронного пучка, мікрометричної решітки та детектора, чутливого до положення ядерної емульсії. Використовуючи цю установку, дослідницька група змогла створити - вперше - інтерференційну схему, яка відповідала окремим хвилям антиматеріальних частинок.
Як пояснив в сюжеті новин університету Берна доктор Кіро Пістілло - науковий співробітник з Лабораторії фізики високих енергій (LHEP), Центру Альберта Ейнштейна (AEC) Університету Берна та співавтором цього дослідження:
«З ядерними емульсії ми можемо дуже точно визначити точку впливу окремих позитронів, що дозволяє нам реконструювати їх інтерферометричну картину з мікрометричною точністю - таким чином, краще, ніж мільйонний метра ».
Ця особливість дозволила команді подолати основні обмеження експериментів проти антиматерій, які полягають у низькому рівні складності антитілових потоків та маніпуляцій променем. Через це команді вдалося успішно продемонструвати квантово-механічне походження антиматерії та хвильовий характер Росії
Наприклад, вимірювання сили тяжіння можна проводити за допомогою симетричних атомів екзотичної речовини та антиматерії (як позитроній). Це дозволило б вченим перевірити теорію заряду, паритету та симетрії зворотного часу (СРТ); і, на додаток, Принцип слабкої еквівалентності антиматерії - принцип, який лежить в основі загальної відносності, але ніколи не тестувався на антиматерію.
Подальші експерименти з антиматеріальною інтерферометрією також можуть вирішити гострі питання про те, чому у Всесвіті виникає дисбаланс речовини та антиматерії. Завдяки цьому прориву ці та інші основні таємниці чекають подальшого дослідження!
