雙縫式實驗證明:反物質擁有波粒二象性

2020-11-24 IT之家

IT之家5月6日消息 據英國《科學新聞》雙周刊網站報導,研究人員首次使用電子的反物質正電子進行了雙縫實驗,實驗結果表明,反物質符合量子理論,它既是粒子也是波。

該實驗的標準版文如下:粒子穿過固體屏障中的一對狹縫,在另一側的屏幕上,會出現典型的波的幹涉圖案。從每個狹縫出現的波峰和波谷在重疊時相互加強或相互抵消,由此會在屏幕上出現高粒子密度和低粒子密度的交替帶。

通過雙縫實驗,研究人員已經揭示了光子、電子、原子等大部分粒子的波粒二象性,但是相比於這些常規粒子,用反物質進行實驗很難產生強大、均勻的反粒子束,不過,研究人員還是克服了這些困難,證實了正電子也具有波粒二象性。

研究人員設計了一種裝置,其中,鈉的同位素鈉-22的放射性衰變產生的正電子穿過兩排連續的垂直杆(垂直杆的厚度不足1微米)。杆之間的間隙約為幾百納米,扮演的是傳統雙縫實驗中狹縫的角色。正電子波朝著核乳膠探測器傳播,在探測器那裡,反粒子改變了溴化銀晶體的化學結構。

經過探測數據證實,正電子確實出現了幹涉圖案,是正電子高低密度交替的條紋。這意味著正電子也具有波粒二象性。

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