Поведението на антиматерията се оказа парадоксално - Алтернативен изглед

Поведението на антиматерията се оказа парадоксално - Алтернативен изглед
Поведението на антиматерията се оказа парадоксално - Алтернативен изглед
Anonim

Физици от Италия и Швейцария извършиха експеримент с позитрон, подобен на експеримента с две прорези и електрон. Изследователите демонстрираха парадокса, че една частица се намесва в себе си и доказаха, че квантовите механични свойства на антиматерията са подобни на тези на обикновената материя. Резултатите от експеримента са публикувани в хранилището arXiv.org.

Според двойствеността на вълновите частици електроните при различни условия могат да проявяват свойствата на вълните и частиците. Частиците могат да бъдат представени под формата на вълни де Брой, които характеризират вероятността да се намери обект в дадена точка в пространството. Както всяка вълна, вълните на де Брой, когато преминават през тесни процепи, могат да претърпят дифракция и интерференция, при която две кохерентни вълни се наслагват, което води до увеличаване или намаляване на амплитудите им. По този начин намирането на електрони в определени точки става повече или по-малко вероятно.

Интерференционният модел, както в класическия експеримент на Юнг, възниква, дори ако частиците се пропускат през устройство с две прорези една след друга. По този начин вълната де Бройли определя вероятността една единица да удари някоя част от екрана на детектора. В този случай често се казва, че частицата се намесва в себе си. Въпреки че на теория античастиците трябва да проявяват същите свойства, засега никой не е демонстрирал намесата им на практика.

Експериментът е проведен в Италианската лаборатория за наноструктурирана епитаксия и силициева спинтроника (L-NESS). Радиоактивният изотоп натрий-22 е използван като източник на позитрони (античастици електрони). Частиците бяха ускорени до енергии от 8, 9, 11 и 14 keV и попаднаха в интерферометъра Talbot-Lau. Устройството се състоеше от два колиматора (дълги дупки), проектирани да произвеждат тесен лъч от частици; две дифракционни решетки с различни периоди, емулсионен детектор и гама-детектор, който улавя радиация от анигилация на позитрон при сблъсък с емулсия.

Анализът на интерференционните ресни, получени при удари на частици в емулсионния детектор за 120-200 часа, показа същата картина на двойствеността на вълновите частици, която беше наблюдавана в класическия експеримент с две прорези. Според учените резултатите показват, че в бъдеще ще бъде възможно да се създадат свръхчувствителни устройства, основани на принципа на работа на интерферометъра Talbot-Lau, за да се измери преди това незабелязаното гравитационно взаимодействие на антиматерията с обикновената материя.