Antimaterija nije napravljena samo od antičestica, već je i od valova. Sada znamo da to vrijedi čak i na razini pojedine čestice antimaterije.
Fizičari već dugo znaju da gotovo sve - svjetlost i drugi oblici energije, ali i svaki atom u vašem tijelu - postoji i kao čestice i valovi, pojam poznat kao dualnost čestica-vala. To je prikazano iznova i iznova u eksperimentima. Ali, antimaterijske čestice, koje su identične partnerima u materiji, osim suprotnog naboja i centrifuge, mnogo su teže eksperimentirati. Ti blizanci materije brzo prolaze, obično u velikim akceleratorima čestica.
Ali sada, fizičari su pokazali na razini jednog pozitrona - antimaterijskog blizanca elektrona - da je i antimaterija napravljena od čestica i valova.
Kako bi pokazali da su pozitroni također valovi, fizičari su izveli kompliciraniju verziju poznatog „eksperimenta s dvostrukim prorezom“, koji je 1927. godine prvi pokazao da su elektroni - oblik materije - i čestice i valovi.
U izvornom pokusu s dvostrukim prorezima znanstvenici su ispalili tok elektrona kroz lim s dva proreza na njemu, a na drugoj je strani bio detektor. Da su elektroni samo čestice, na detektoru bi se stvorio uzorak dviju svijetlih linija. Ali ponašali su se poput valova, pa su se "razdvajali" poput svjetlosti, tvoreći rašireni uzorak mnogih naizmjeničnih svjetlijih i tamnijih crta. (Kada se dva talasa preklapaju, ali se pomiču jedan prema drugom, vrhovi i doline valova otkazuju se ili sabiraju, stvarajući karakterističan uzorak poznat kao interferencija. Ove vrste eksperimenata poznate su i kao interferometrija.)
Godine 1976., fizičari su smislili kako demonstrirati isti učinak s jednim elektronom istovremeno, dokazujući da su čak i pojedini elektroni valovi koji se mogu "interferirati" jedni s drugima.
Fizičari su pokazali da se, kada odskočite positrone s reflektirajuće površine, ponašaju poput valova. Ali do sada nikada nisu izveli eksperiment s dvostrukim prorezom koji bi pokazao da pojedinačni pozitroni imaju valnu prirodu. Provođenje takve vrste eksperimenta fizičarima nudi mogućnosti proučavanja ponašanja antimaterije na razini dubljoj nego ikad prije.
Za ovaj rad, objavljen 3. svibnja u časopisu Science Advances, tim talijanskih i švicarskih fizičara smislio je kako generirati niskoenergetski snop pozitrona koji bi se mogli upotrijebiti za izvođenje prve verzije antimaterijskog eksperimenta s dvostrukim prorezom. Kad su fizičari usmjerili pozitrone kroz složeniji niz višestrukih proreza, positroni su sleteli na detektor po obrascu koji biste očekivali od valova, a ne od pojedinačnih čestica.
"Naše opažanje ... dokazuje kvantno-mehaničko podrijetlo, a samim tim i valnu prirodu pozitrona", kaže u izjavi Paola Scampoli, fizičarka Politecnicoa u Milanu i koautorica rada.
Ovaj rad, napisali su autori, otvara vrata za novu vrstu eksperimenta "interferometrije". Dalje, nadaju se odgovorima na pitanja o valnoj prirodi složenijih egzotičnih materija i koristiti ove rezultate za ispitivanje prirode gravitacije na vrlo malim mjerilima.
