1924. gadā franču fiziķis Luiss de Brogijs ierosināja, ka fotoni - subatomiskā daļiņa, kas veido gaismu - izturētos gan kā daļiņa, gan kā vilnis. Pazīstams kā “daļiņu viļņu dualitāte”, šī īpašība ir pārbaudīta un pierādīta, ka tā piemērojama citām subatomiskajām daļiņām (elektroniem un neitroniem), kā arī lielākām, sarežģītākām molekulām.
Nesen eksperiments, ko veica pētnieki ar QUantum Interferometry and Gravitation with Positrons and LAsers (QUPLAS) sadarbību, parādīja, ka šī pati īpašība attiecas uz antimatēriju. Tas tika izdarīts, izmantojot tāda paša veida traucējumu testu (pazīstams arī kā dubultā spraugas eksperiments), kas zinātniekiem palīdzēja vispirms ierosināt daļiņu viļņu divdabību.
Pētījums, kurā aprakstīti starptautiskās komandas secinājumi
Agrāk daļiņu viļņu divdabība tika pierādīta ar vairākiem difrakcijas eksperimentiem. Tomēr QUPLAS pētnieku grupa ir pirmā, kas nosaka viļņu izturēšanos viena pozitronu (elektronu daļiņu) iejaukšanās eksperimentā. To darot, viņi parādīja
Eksperiments ietvēra uzstādīšanu, kas līdzīga divkāršās spraugas eksperimentam, kurā daļiņas tiek izšautas no avota caur režģi ar divām spraugām no avota virzienā uz vietas jutīgu detektoru. Kamēr daļiņas, kas pārvietojas taisnās līnijās, radītu modeli, kas atbilst režģim, daļiņas, kas pārvietojas kā viļņi, radītu svītrainu traucējumu modeli.
Eksperiments sastāvēja no uzlabota perioda palielināmo Talbot-Lau interferometra, nepārtraukta pozitronu staru kūļa, mikrometriskas režģa un kodola emulsijas stāvokļa jutīga detektora. Izmantojot šo iestatījumu, pētniecības grupa pirmo reizi spēja radīt traucējumus, kas atbilda atsevišķiem antimateriāla daļiņu viļņiem.
Kā Dr Ciro Pistillo - pētnieks Augstās enerģijas fizikas laboratorijā (LHEP), Bernes universitātes Alberta Einšteina centrs (AEC) un pētījuma līdzautors - Bernes universitātes ziņu stāstījumā paskaidroja:
“Ar kodolenerģiju emulsijas mēs ļoti precīzi varam noteikt atsevišķu pozitronu trieciena punktu, kas ļauj rekonstruēt to interferometrisko modeli ar mikrometrisko precizitāti - tādējādi labāk nekā miljonā no metra. ”
Šī īpašība ļāva komandai pārvarēt galvenos antimateriāla eksperimentu ierobežojumus, kas sastāv no zema antidaļiņu plūsmas un manipulācijas ar staru kūli. Sakarā ar to komanda varēja veiksmīgi parādīt antimateriāla kvantu-mehānisko izcelsmi un viļņu raksturu
Piemēram, gravitācijas mērījumus var veikt ar simetriskiem eksotisko vielu un antimateriālu atomiem (piemēram, pozitroniju). Tas ļautu zinātniekiem pārbaudīt lādēšanas, paritātes un laika maiņas (CPT) simetrijas teoriju; un, paplašinot to, vājš antimateriāla ekvivalences princips - princips, kas ir vispārējās relativitātes pamatā, bet kurš nekad nav ticis pārbaudīts ar antimatēriju.
Turpmākie eksperimenti ar antimateriāla interferometriju varētu arī pievērsties dedzinošajam jautājumam, kāpēc Visumā ir matērijas un antimatērijas nelīdzsvarotība. Pateicoties šim izrāvienam, šie un citi fundamentālie noslēpumi gaida turpmāku izpēti!
