Антиматерията е едновременно частици и вълни
Антиматерията не се състои единствено от античастици, а също и от талази. Сега знаем, че това е правилно даже на равнището на една парченце антиматерия.
Физиците от дълго време са наясно, че съвсем всичко – светлина и други форми на сила, само че също и всеки атом във вашето тяло – съществува като частици и талази, идея, известна като двоякост на частиците и вълните.
Това се демонстрира още веднъж и още веднъж в опити. Но частиците на антиматерията, които са идентични със своите сътрудници, образуващи материя като се изключи противоположния им заряд и въртене, са доста по-трудни за изпробване. Тези близнаци на материята се появяват единствено мимолетно, нормално в солидни ускорители на частици.
Сега обаче, физиците са посочили на равнището на един единствен позитрон – антиматериен близнак на електрона, че и антиматерията също е формирана от частици и талази.
За да покажат, че позитроните също са талази, физиците са направили по-сложна версия на известния „ опит с двойни процепи “, който през 1927 година за първи път демонстрира, че електроните – форма на материята – са частици и талази.
В истинския опит, по този начин наречения „ double-slit experiment “ учените изстрелват поток от електрони през лист с два прореза върху него, с детектор от другата страна. Ако електроните бяха единствено частици, те щяха да образуват модел на две ярки линии на детектора. Но те работят като талази, показвайки характерности на светлината, образувайки разпилян модел на доста редуващи се по-ярки и по-тъмни линии. Когато две талази се припокриват, само че са изместени един по отношение на различен, върховете и падовете на вълните се анулират или се събират, създавайки характерен модел, прочут като интерференция. Тези типове опити са известни като интерферометрия.
През 1976 година физиците схванаха по какъв начин да показват един и същи резултат с един електрон в даден миг, доказвайки, че даже единични електрони са талази, които могат да интерферират една с друга.
Физиците от този момент са потвърдили, че когато отскачат позитрони от отразяваща повърхнина, те се държат като талази. Но до момента те в никакъв случай не са правили опит с „ двойни прорези “, показващ, че обособените позитрони имат и вълнова природа. Правейки този тип опит, физиците имат опция да учат държанието на антиматерията на доста по-дълбоко равнище.
За тази публикация, оповестена в списание Science Advances, екип от италиански и швейцарски физици измислят по какъв начин да генерират ниско енергиен лъч от позитрони, който може да се употребява за осъществяване на първата антиматериална версия на опита с двойния разрез. Когато физиците насочват позитроните посредством по-сложна серия от голям брой прорези, позитроните се появяват на детектора в модел, който бихте очаквали от талази, а не от обособени частици.
„ Нашето наблюдаване … потвърждава [позитронния] квантово-механичен генезис и по този метод вълновата природа на позитроните “, споделя Паола Скамполи, физик от Политехническия институт в Милано и съавтор на публикацията.
Това проучване, пишат създателите, отваря вратата към нов тип опит „ интерферометрия “. След това те се надяват да отговорят на въпроси за вълновата природа на по-сложни екзотични субстанции и да употребяват тези резултати, с цел да изследват естеството на гравитацията при доста дребни мащаби.
