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《科技日報》:雙縫式實驗證明:反物質既是粒子又是波
发布时间:2019-05-06 00:30

科技日報北京55日电 (记者刘霞)据英国《科学新闻》双周刊网站近日报道,研究人员首次使用电子的反物质——正电子,进行了著名的双缝式实验,结果表明其符合量子理论:既是粒子又是波。

雙縫式實驗證明了量子物理學的基本原理之一:點狀粒子也是波。該實驗的標准版本如下: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。

這些實驗已經揭示了光子、電子、原子甚至大分子的波粒二象性。但用反物質進行實驗,很難産生強大、均勻的反粒子束。不過,在最新研究中,科學家借助一種新的雙縫式實驗,證實了電子的反物質——正電子也具有類似波的特性。

研究人員設計了一種裝置,其中,鈉的同位素鈉-22的放射性衰變産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)。杆之間的間隙約爲幾百納米,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,在探測器那裏,反粒子改變了溴化銀晶體的化學結構。

研究合作者、意大利米蘭國家核物理研究所的物理學家馬可·賈瑪池說,果不其然,他們發現了正電子的幹涉圖案,是正電子高低密度交替的條紋。

賈瑪池及其同事希望未來利用他們的新技術探測其他反物質聚集體——電子偶素的性質,電子偶素是一個電子和一個正電子組成的類原子系統。