Antimaterjal pole ainult osakestest valmistatud, vaid ka lainetest. Nüüd teame, et see kehtib isegi ühe antimaterjalide osakese tasemel.
Füüsikud on juba pikka aega teadnud, et peaaegu kõik - valgus ja muud energiavormid, aga ka kõik teie kehas olevad aatomid - eksisteerivad nii osakeste kui ka lainetena, mida nimetatakse osakeste-lainete duaalsuseks. Seda on katsetes ikka ja jälle näidatud. Kuid antimaterjalide osakestega, mis on identsed nende ainepartneritega, välja arvatud nende vastupidine laeng ja keerutus, on palju raskem katsetada. Need mateeria kaksikud lendavad eksisteerimiseks põgusalt, tavaliselt massiivsete osakeste kiirendites.
Kuid nüüd on füüsikud näidanud ühe positroni - elektroni antimaterjalist kaksiku - tasemel, et ka antimaterjal on valmistatud nii osakestest kui ka lainetest.
Näitamaks, et positronid on ka lained, tegid füüsikud kuulsa "topeltpilu eksperimendi" keerukama versiooni, mis 1927. aastal näitas esmakordselt, et elektronid - mateeria vorm - on nii osakesed kui ka lained.
Algses kahepilulises katses lasid teadlased elektronide voo läbi lehe, millel olid kaks pilu ja mille teisel küljel oli detektor. Kui elektronid oleksid olnud ainult osakesed, oleksid nad detektoril moodustanud kahe heleda joone. Kuid nad käitusid nagu lained, nii et nad "difundeerusid" nagu valgus, moodustades paljude vahelduvate heledamate ja tuhmimate joonte levikujundi. (Kui kaks lainet kattuvad, kuid on üksteise suhtes nihkunud, siis lainete tipud ja orud kaovad välja või liituvad, luues eristatava mustri, mida nimetatakse häireteks. Seda tüüpi eksperimente nimetatakse interferomeetriaks.)
Aastal 1976 mõtlesid füüsikud välja, kuidas näidata sama efekti ühe elektroniga korraga, tõestades, et isegi üksikud elektronid on lained, mis võivad üksteist "häirida".
Füüsikud on sellest ajast peale näidanud, et kui te põrkate positronidelt peegelduvalt pinnalt, käituvad nad nagu lained. Kuid seni polnud nad kunagi teinud topeltpilu katset, mis näitas, et üksikud positronid olid lainekujulised. Sellise katse tegemine pakub füüsikutele võimalusi uurida antimaterjali käitumist sügavamal tasemel kui kunagi varem.
Selle artikli jaoks, mis avaldati 3. mail ajakirjas Science Advances, mõtlesid Itaalia ja Šveitsi füüsikute meeskond välja, kuidas genereerida vähese energiakuluga positronide kiir, mida saaks kasutada kahe piluga eksperimendi esimese antimaterjali versiooni läbiviimiseks. Kui füüsikud suunasid positronid läbi mitme pilu keerukama seeria, maandusid positronid detektorile mustril, mida võiks oodata lainetelt, mitte üksikute osakestena.
"Meie tähelepanek ... tõestab kvantmehaanilist päritolu ja seega positronite lainekujundust," ütles avalduses Milano Politecnico füüsik ja paberi kaasautor Paola Scampoli.
Autorid kirjutasid, et see töö avab ukse uut tüüpi "interferomeetria" eksperimendile. Järgmisena loodavad nad vastata keerukamate eksootiliste ainete lainekujunduse küsimustele ja kasutada neid tulemusi gravitatsiooni olemuse määramiseks väga väikestes skaalades.
