反物質不僅由反粒子構成，它還由波構成。現在我們知道，即使在單個反物質粒子的水平上，這也是成立的。物理學家很早就知道，幾乎所有的東西（光和其他形式的能量，還有你身體裡的每一個原子）都是以粒子和波的形式存在的，這是一個被稱為粒子波二象性的概念，這在實驗中一再被證明。但是反物質粒子，除了電荷和自旋相反之外，與它們的物質伴侶是相同的，要進行實驗就困難得多。
這些物質的孿生體通常在巨大粒子加速器中短暫存在。但是現在，物理學家已經在單個正電子(電子的反物質孿生體)的水平上證明了反物質也是由粒子和波組成。為了證明正電子也是波，物理學家們對著名的「雙縫實驗」進行了更為複雜的解釋，1927年「雙縫實驗」首次證明了電子既是粒子又是波。在最初的雙縫實驗中，科學家們發射了一束電子，穿過一張有兩個狹縫的薄片，薄片的另一邊有一個探測器。如果電子只是粒子，它們就會在探測器上形成兩道明亮的線。
但它們的行為像波，所以它們像光一樣「衍射」，形成了許多明亮和暗淡交替線的展布模式(當兩個波重疊但相對移動時，波的波峰和波谷相互抵消或疊加，形成一種獨特的模式，稱為幹涉，這類實驗被稱為幹涉術)。1976年物理學家們發現了如何用一個電子來演示同樣的效果，證明即使是單個電子也是相互「幹擾」的波。物理學家已經證明，當把正電子從反射表面彈回來時，它們的行為就像波一樣。但直到現在，還沒有進行過雙縫實驗來證明單個正電子具有波的性質。
一個典型雙縫實驗的示意圖，它創造了特徵條紋的光和暗線。圖片：Shutterstock做這樣的實驗為物理學家提供了機會，讓他們在比以往任何時候都更深層次上研究反物質的行為。現發表在《科學進展》(Science Advances)上的研究中，一個由義大利和瑞士物理學家組成的團隊找到了如何產生低能正電子束的方法，這種正電子束可以用來進行雙縫實驗的第一個反物質版本。當物理學家引導正電子穿過一系列更複雜的多重狹縫時，正電子落在探測器上的圖案，你會以為是波的圖案，而不是單個粒子的圖案。
這篇論文的作者之一、米蘭理工大學的物理學家保拉·斯坎波利(Paola Scampoli)說：我們的觀察......證明了[正電子的]量子力學起源，因而證明了正電子的波動性質這項研究為一種新型的「幹涉測量」實驗打開了大門，接下來希望能回答關於更複雜物質的波性質問題，並利用這些結果在非常小的尺度上探測引力性質。
博科園-科學科普｜文: Rafi Letzter/Live Science參考期刊文獻:《Science Advances》DOI: 10.1126/sciadv.aav7610博科園-傳遞宇宙科學之美
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