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首次用反物质完成了双缝干涉实验

科学家首次用反物质粒子进行了著名的双缝干涉实验。

首次用反物质完成了双缝干涉实验

双缝干涉实验证明了量子物理学的基本原理之一:波粒二象性。在实验的标准版本中,粒子穿过固体屏障中的一对狭缝。在另一侧的屏幕上,出现典型的明暗相间的干涉条纹。粒子通过每条狭缝在它们重叠时相互加强或相互抵消,形成所谓的波峰和波谷——在屏幕上产生高和低粒子密度的交替带。

经典实验揭示了光子、电子、原子甚至大分子的波粒二象性。但要用反物质进行实验,很难产生强大、均匀的反粒子束。现在,5月3日的《科学前沿》刊物在线版上报道了一项新的双缝干涉实验,证实正电子也具有波粒二象性。

研究人员发明了一种装置,使用同位素钠-22的放射性衰变产生的正电子穿过连续屏障上的两列竖直细缝,屏障本身厚度小于1微米。细缝间隙有几百纳米宽,与传统的双缝实验中的狭缝一样。另一侧安置了核乳剂检测器来接收正电子波,其中反粒子会改变乳剂中溴化银晶体的化学结构。

合作者、米兰国家核物理研究所的物理学家Marco Giammarchi说,核乳剂检测器“就像摄影胶片”。在暗室中冲洗核乳剂膜并用显微镜下观察,可以揭示出正电子的化学足迹。正如所料,Giammarchi的团队发现了正电子的干涉图案,具有高和低正电子密度的交替条纹。

Giammarchi及其同事希望利用他们的新技术探测其他反物质聚集体——如正负电子构成的电子偶素——的性质。

本文译自 sciencenews

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