1924年、フランスの物理学者ルイドブロイは、光子(光を構成する素粒子)が粒子と波の両方として振る舞うことを提案しました。 「粒子波双対性」として知られているこの特性は、他の亜原子粒子(電子および中性子)だけでなく、より大きく複雑な分子にも適用できることがテストおよび証明されています。
最近、QUantum干渉法と陽電子およびレーザー(QUPLAS)との重力の共同研究者によって行われた実験は、この同じ特性が反物質に適用されることを示しました。これは、科学者がそもそも粒子波の双対性を提案するのに役立つ同じ種類の干渉テスト(別名、ダブルスリット実験)を使用して行われました。
国際チームの調査結果を説明する調査
過去において、粒子波の双対性は、多くの回折実験を通じて証明されていました。ただし、QUPLAS研究チームは、単一の陽電子(電子の反粒子)干渉実験で波動挙動を初めて確立しました。そうすることで、彼らは
実験は、ダブルスリット実験と同様のセットアップを含み、粒子は、光源から位置敏感型検出器に向かって2つのスリットがある格子を介して光源から発射されました。直線で移動する粒子は格子に対応するパターンを生成しますが、波のように移動する粒子は縞模様の干渉パターンを生成します。
実験は、改良された周期拡大タルボ・ラウ干渉計、連続陽電子ビーム、マイクロメトリック格子、および核乳剤位置感知検出器で構成されていました。このセットアップを使用して、研究チームは初めて、単一の反物質粒子波に対応する干渉パターンを生成することができました。
Ciro Pistillo博士–高エネルギー物理学研究所(LHEP)の研究者、ベルン大学のアルバートアインシュタインセンター(AEC)、および研究の共著者として–ベルン大学のニュース記事で次のように説明されています。
「核 エマルジョン 個々の陽電子の衝突点を非常に正確に決定できるため、マイクロメトリック精度で干渉パターンを再構築できます。したがって、 百万 メートルの。」
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この機能により、反粒子フラックスとビーム操作の複雑さが低い反物質実験の主な制限を克服することができました。このため、チームは反物質の量子力学的起源と
たとえば、重力測定は、(ポジトロニウムのような)エキゾチックな物質と物質の対称原子で行うことができます。これにより、科学者は、電荷、パリティ、および時間反転(CPT)対称性の理論をテストできます。さらに、反物質の弱等価原理–一般相対性理論の中心にある原理ですが、反物質でテストされたことはありません。
反物質干渉法を用いたさらなる実験はまた、宇宙に物質と反物質の不均衡が存在する理由の燃えている問題に取り組むことができます。この画期的なおかげで、これらおよびその他の基本的な謎がさらに調査されるのを待っています!