Antihmota není jen vyrobena z antičástic, je také vyrobena z vln. Teď víme, že to platí i na úrovni jedné antihmotové částice.
Fyzici dlouho věděli, že téměř všechno - světlo a jiné formy energie, ale také každý atom ve vašem těle - existuje jako částice i vlny, koncept známý jako dualita částicových vln. To se ukázalo znovu a znovu v experimentech. Částice antihmoty, které jsou identické s jejich hmotnými partnery, s výjimkou jejich opačného náboje a rotace, je však mnohem obtížnější experimentovat. Tato dvojčata hmoty létají do existence letmo, obvykle v masivních urychlovačích částic.
Nyní však fyzici na úrovni jediného pozitronu - dvojice elektronů antihmoty - ukázali, že i antihmota je vyrobena z částic i vln.
Aby ukázali, že pozitrony jsou také vlny, provedli fyzici komplikovanější verzi slavného „experimentu s dvojitým štěrbinem“, který v roce 1927 poprvé ukázal, že elektrony - forma hmoty - jsou částice i vlny.
V původním experimentu s dvojitou štěrbinou vědci vypálili proud elektronů přes list se dvěma štěrbinami na něm, s detektorem na druhé straně. Kdyby byly elektrony pouze částice, vytvořily by na detektoru obrazec dvou jasných čar. Chovali se však jako vlny, takže se „rozptylovali“ jako světlo a vytvářeli rozprostřený vzor mnoha střídavých jasnějších a stmívačích čar. (Když se dvě vlny překrývají, ale jsou vůči sobě posunuty, vrcholy a údolí vln se vyruší nebo sčítají, čímž se vytvoří výrazný vzorec známý jako interference. Tyto typy experimentů jsou známé jako interferometrie.)
V roce 1976 fyzikové přišli na to, jak předvést stejný účinek s jedním elektronem najednou, a prokazují, že i jednotlivé elektrony jsou vlny, které se mohou navzájem „rušit“.
Fyzici od té doby ukázali, že když odrazíte pozitrony z odrazného povrchu, chovají se jako vlny. Až dosud však nikdy neprováděli experiment se dvěma štěrbinami, který by ukázal, že jednotlivé pozitrony mají vlnovou povahu. Udělat takový experiment nabízí fyzikům příležitost studovat chování antihmoty na úrovni, která je hlubší než kdy předtím.
V tomto článku, zveřejněném 3. května v časopise Science Advances, tým italských a švýcarských fyziků přišel na to, jak vytvořit nízkoenergetický paprsek pozitronů, který by mohl být použit k provedení první antihmotové verze experimentu s dvojitou štěrbinou. Když fyzikové nasměrovali pozitrony přes složitější řadu vícenásobných štěrbin, přistáli pozitrony na detektoru způsobem, který byste očekávali od vln, nikoli od jednotlivých částic.
„Naše pozorování… dokazuje kvantově-mechanický původ, a tedy vlnovou povahu pozitronů,“ uvedla ve svém prohlášení Paola Scampoli, fyzik v politecnico v Miláně a spoluautor článku.
Tato práce, jak napsali autoři, otevírá dveře novému experimentu „interferometrie“. Dále doufají, že zodpoví otázky o vlnové povaze složitějších exotických látek a tyto výsledky použijí ke zjišťování povahy gravitace ve velmi malém měřítku.
