1924'te Fransız fizikçi Louis de Broglie, ışığı oluşturan atomaltı parçacık olan fotonların hem bir parçacık hem de bir dalga gibi davranmasını önerdi. “Parçacık dalgası dualitesi” olarak bilinen bu özellik test edilmiş ve diğer atomaltı parçacıkların (elektronlar ve nötronlar) yanı sıra daha büyük, daha karmaşık moleküller için de geçerli olduğu gösterilmiştir.
Son zamanlarda, QUantum İnterferometrisi ve Pozitronlar ve LAsers (QUPLAS) işbirliğiyle araştırmacılar tarafından yapılan bir deney, aynı özelliğin antimadde için geçerli olduğunu göstermiştir. Bu, bilim insanlarına ilk etapta parçacık dalgası ikiliği önermelerine yardımcı olan aynı tür bir girişim testi (yani çift yarık deneyi) kullanılarak yapıldı.
Uluslararası ekibin bulgularını açıklayan çalışma
Geçmişte, parçacık dalgası dualitesi bir dizi kırınım deneyi ile kanıtlanmıştı. Bununla birlikte, QUPLAS araştırma ekibi, dalga davranışını tek bir pozitronda (elektronun antipartikülü) girişim deneyinde ilk olarak belirler. Bunu yaparak, kuantum doğasını
Deney, partiküllerin bir kaynaktan bir kaynaktan iki pozisyonlu bir konuma hassas bir dedektöre doğru ateşlendiği çift yarıklı deneye benzer bir düzeneği içeriyordu. Düz çizgiler içinde seyahat eden parçacıklar ızgaraya karşılık gelen bir desen üretirken, dalgalar gibi hareket eden parçacıklar çizgili bir girişim paterni oluşturacaktır.
Deney, iyileştirilmiş bir dönem büyüten Talbot-Lau interferometre, sürekli pozitron ışını, mikrometrik bir ızgara ve nükleer emülsiyon konumuna duyarlı bir detektörden oluşuyordu. Bu kurulumu kullanarak, araştırma ekibi ilk kez tek bir karşımadde parçacık dalgasına karşılık gelen bir girişim paterni üretebildi.
Ciro Pistillo - Yüksek Enerji Fiziği Laboratuvarı (LHEP), Bern Üniversitesi Albert Einstein Merkezi (AEC) ve araştırmanın ortak yazarı olan bir araştırmacı olarak, bir Bern Üniversitesi haber hikayesinde şöyle açıklanmıştır:
“Nükleer enerjiyle emülsiyonlar bireysel pozitronların etki noktasını çok kesin bir şekilde belirleyebiliriz, bu da interferometrik modellerini mikrometrik doğrulukla yeniden yapılandırmamızı sağlar - böylece daha iyi milyonuncu bir metre. ”
Bu özellik, ekibin düşük antipartikül akısı ve ışın manipülasyon karmaşıklığından oluşan antimadde deneylerinin ana sınırlamalarını aşmasına izin verdi. Bu nedenle ekip, karşımaddenin kuantum-mekanik kökenini ve dalga yapısını başarıyla gösterebildi.
Örneğin, yerçekimi ölçümleri egzotik madde-antimadde simetrik atomlar (pozitronyum gibi) ile yapılabilir. Bu, bilim insanlarının yük, parite ve zaman tersine çevirme (CPT) simetrisi teorisini test etmelerini sağlayacaktır; ve uzatma yoluyla, antimadde için Zayıf Eşitlik Prensibi - Genel Göreliliğin kalbinde yer alan, ancak hiçbir zaman antimadde ile test edilmeyen bir ilke.
Antimadde interferometrisi ile yapılan diğer deneyler, Evren'de neden madde ve antimadde dengesizliği olduğu konusunda yanan soruyu da ele alabilir. Bu atılım sayesinde, bu ve diğer temel gizemler daha fazla araştırmayı bekliyor!
