Физика

Антиматерия обладает свойствами и частицы, и волны

RUSSELL KIGHTLEY/SCIENCE SOURCE

Итальянские ученые впервые провели опыт Юнга, использовав в нем позитроны — античастицы электронов. Оказалось, что антиматерия так же, как и материя, обладает и корпускулярными, и волновыми свойствами. Об этом ученые сообщили в статье журнала Science Advances.

Опыт Юнга, или эксперимент на двух щелях, демонстрирует один из фундаментальных принципов квантовой физики: элементарные частицы также являются волнами. В стандартной версии эксперимента частицы проходят через пару щелей в твердом барьере. На экране с другой стороны появляется интерференционная картина, типичная для волн. Гребни и впадины, выходящие из каждой щели, усиливают или ослабляют друг друга, когда перекрываются, создавая чередующиеся полосы высокой и низкой светимости на экране.

Опыт Юнга выявил корпускулярно-волновой дуализм фотонов, электронов, атомов и даже крупных молекул. Но очень трудно создать сильный, однородный пучок античастиц, чтобы провести эксперимент с антиматерией. Однако итальянским физикам это удалось.

Исследователи разработали устройство, в котором позитроны, образующиеся в результате радиоактивного распада изотопа натрия-22, проходят через два последовательных ряда вертикальных стержней толщиной менее микрометра. Зазоры между этими стержнями, каждый из которых имеет несколько сотен нанометров в поперечнике, работают как щели в классическом двухщелевом эксперименте. Затем позитронные волны попадают на детектор, включающий в себя кристалл бромида серебра, который позволяет фиксировать отдельные позитроны.

«Этот детектор похож на фотографическую пленку, — говорит соавтор исследования Марко Джаммарчи, сотрудник Национального института ядерной физики в Милане. — Проявка полученной «пленки» в темной комнате и просмотр ее под микроскопом выявляет химические следы позитронов. Проявив ее, мы действительно обнаружили позитронную интерференционную картину с чередующимися полосами высокой и низкой плотности позитронов. Это значит, что антиматерия подчиняется тем же квантово-механическим законам, что и обычная материя».

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.