反物質は反粒子だけで作られているのではなく、波で作られています。これは、これが単一の反物質粒子のレベルでも当てはまることを知っています。
物理学者は長い間、光と他の形態のエネルギーだけでなく、体内のすべての原子も、粒子と波の両方として存在することを古くから知っていました。これは、粒子波双対性として知られている概念です。それは実験で何度も示されました。しかし、反対の電荷とスピンを除いて、それらの物質パートナーと同一である反物質粒子は、実験するのがはるかに困難です。これらの双子の物質は、通常は巨大な粒子加速器で、すぐさま存在に飛び込みます。
しかし今、物理学者たちは単一の陽電子のレベルで電子の反物質双子のレベルで、その反物質も粒子と波の両方でできていることを示している。
陽電子も波であることを示すために、物理学者は有名な「ダブルスリット実験」のより複雑なバージョンを実行しました。1927年に、電子-物質の形-が粒子と波の両方であることを最初に示しました。
元のダブルスリット実験では、科学者は2つのスリットが付いたシートに電子の流れを発射し、反対側に検出器を配置しました。電子が粒子だけだった場合、それらは検出器上に2本の明るい線のパターンを形成したでしょう。しかし、それらは波のように振る舞ったため、光のように「回折」し、多くの明るい線と暗い線が交互に広がるパターンを形成しました。 （2つの波が重なっているが互いに対してシフトしている場合、波の山と谷が相殺または合算して、干渉と呼ばれる特徴的なパターンが作成されます。これらのタイプの実験は干渉法と呼ばれます。）
1976年に、物理学者は一度に1つの電子で同じ効果を示す方法を理解し、単一の電子でも互いに「干渉」できる波であることを証明しました。
物理学者たちはそれ以来、陽電子を反射面から跳ね返すと、波のように振舞うことを示してきました。しかし、これまで彼らは、個々の陽電子が波の性質を持っていることを示す二重スリット実験を行ったことがありませんでした。このような実験を行うことで、物理学者はこれまで以上に深いレベルで反物質の挙動を研究する機会が得られます。
5月3日にジャーナルScience Advancesで発表されたこの論文では、イタリア人とスイスの物理学者のチームが、ダブルスリット実験の最初の反物質バージョンを実行するために使用できる陽電子の低エネルギービームを生成する方法を見つけました。物理学者がより複雑な一連の複数のスリットを通して陽電子を方向付けたとき、陽電子は、個々の粒子ではなく、波から予想されるパターンで検出器に到達しました。
「私たちの観察は、量子力学の起源、したがって陽電子の波の性質を証明している」と、ミラノ工科大学の物理学者で論文の共著者であるパオラ・スカポリは、声明で述べた。
著者が書いたこの作品は、新しい種類の「干渉法」実験への扉を開きます。次に、彼らはより複雑な外来物質の波の性質についての質問に答え、それらの結果を使用して非常に小さなスケールで重力の性質を調査したいと考えています。
