Antihmota nie je iba vyrobená z antičastíc, je tiež vyrobená z vĺn. Teraz vieme, že to platí aj na úrovni jednej antihmotovej častice.
Fyzici dlho vedeli, že takmer všetko - svetlo a iné formy energie, ale aj každý atóm vo vašom tele - existuje ako častice aj vlny, čo je koncept známy ako dualita časticových vĺn. To sa ukázalo znova a znova v experimentoch. Avšak častice antihmoty, ktoré sú identické s ich hmotnými partnermi, s výnimkou ich opačného náboja a rotácie, je oveľa ťažšie experimentovať. Tieto dvojičky hmoty lietajú flirtujúco, zvyčajne v masívnych urýchľovačoch častíc.
Teraz však fyzici na úrovni jediného pozitrónu - antihmotového dvojča elektrónu - ukázali, že antihmota je tiež vyrobená z častíc aj z vĺn.
Aby dokázali, že pozitróny sú tiež vlny, fyzici vykonali zložitejšiu verziu známeho „dvojsegmentového experimentu“, ktorý v roku 1927 prvýkrát ukázal, že elektróny - forma hmoty - sú časticami aj vlnami.
V pôvodnom experimente s dvoma štrbinami vedci vyhodili prúd elektrónov cez plachtu s dvoma štrbinami na druhej a detektorom na druhej strane. Keby elektróny boli iba časticami, vytvorili by na detektore obrazec dvoch jasných čiar. Pôsobili však ako vlny, takže sa „rozptyľovali“ ako svetlo a tvorili rozložený vzor mnohých striedajúcich sa jasnejších a stmievateľnejších čiar. (Keď sa dve vlny prekrývajú, ale sú voči sebe posunuté, vrcholy a údolia vĺn sa vyrušia alebo sčítajú, čím sa vytvorí charakteristický obrazec známy ako interferencia. Tieto typy experimentov sa nazývajú interferometria.)
V roku 1976 fyzici prišli na to, ako demonštrovať rovnaký účinok súčasne s jedným elektrónom, čo dokazuje, že aj jednotlivé elektróny sú vlny, ktoré sa môžu navzájom „rušiť“.
Fyzici odvtedy ukázali, že keď odrazíte pozitróny z odrazového povrchu, správajú sa ako vlny. Až doteraz však nikdy nevykonávali experiment s dvojitým zárezom, ktorý by ukázal, že jednotlivé pozitróny majú vlnovú povahu. Robiť takýto experiment ponúka fyzikom príležitosť študovať správanie antihmoty na úrovni, ktorá je hlbšia ako kedykoľvek predtým.
V tomto článku, uverejnenom 3. mája v časopise Science Advances, tím talianskych a švajčiarskych fyzikov prišiel na to, ako vytvoriť nízkoenergetický lúč pozitrónov, ktorý by sa mohol použiť na vykonanie prvej antihmotovej verzie experimentu s dvojitým zárezom. Keď fyzici nasmerovali pozitróny cez zložitejšiu sériu viacerých štrbín, positrony pristáli na detektore podľa vzoru, ktorý by ste očakávali od vĺn, nie od jednotlivých častíc.
„Naše pozorovanie ... dokazuje kvantovo-mechanický pôvod, a teda vlnovú povahu pozitronov,“ uviedla vo vyhlásení fyzikka z politecnica v Miláne Paola Scampoli, ktorá je spoluautorkou tohto článku.
Autori píšu, že táto práca otvára dvere novému experimentu „interferometrie“. Ďalej dúfajú, že odpovedia na otázky týkajúce sa vlnového charakteru zložitejšej exotickej hmoty a pomocou týchto výsledkov zisťujú povahu gravitácie vo veľmi malých mierkach.
