Nel 1924, il fisico francese Louis de Broglie propose che i fotoni - la particella subatomica che costituisce la luce - si comportassero sia come una particella che come un'onda. Conosciuta come "dualità delle onde di particelle", questa proprietà è stata testata e ha dimostrato di applicarsi con altre particelle subatomiche (elettroni e neutroni) nonché con molecole più grandi e più complesse.
Recentemente, un esperimento condotto da ricercatori con la collaborazione QUantum Interferometry and Gravitation with Positrons and LAsers (QUPLAS) ha dimostrato che questa stessa proprietà si applica all'antimateria. Ciò è stato fatto utilizzando lo stesso tipo di test di interferenza (noto anche come esperimento a doppia fenditura) che ha aiutato gli scienziati a proporre in primo luogo la dualità delle onde di particelle.
Lo studio che descrive i risultati del team internazionale
In passato, la dualità delle onde di particelle era stata dimostrata attraverso una serie di esperimenti di diffrazione. Tuttavia, il gruppo di ricerca di QUPLAS è il primo a stabilire il comportamento delle onde in un singolo esperimento di interferenza positrone (l'antiparticella dell'elettrone). In tal modo, hanno dimostrato la natura quantistica di
L'esperimento prevedeva una configurazione simile all'esperimento a doppia fenditura, in cui le particelle venivano lanciate da una sorgente attraverso una griglia con due fenditure da una sorgente verso un rivelatore sensibile alla posizione. Mentre le particelle che viaggiano in linea retta produrrebbero uno schema corrispondente alla griglia, le particelle che viaggiano come onde genererebbero uno schema di interferenza a strisce.
L'esperimento consisteva in un migliore interferometro Talbot-Lau ingranditore di periodo, un fascio di positroni continuo, una griglia micrometrica e un rilevatore sensibile alla posizione dell'emulsione nucleare. Usando questa configurazione, il team di ricerca è stato in grado di generare - per la prima volta - un modello di interferenza corrispondente a singole onde di particelle di antimateria.
Come il dott. Ciro Pistillo - ricercatore presso il Laboratory of High Energy Physics (LHEP), Albert Einstein Center (AEC) dell'Università di Berna e coautore dello studio - ha spiegato in una notizia dell'Università di Berna:
“Con il nucleare emulsioni siamo in grado di determinare il punto di impatto dei singoli positroni in modo molto preciso, il che ci consente di ricostruire il loro modello interferometrico con precisione micrometrica, quindi meglio di milionesimo di un metro. "
Questa caratteristica ha permesso al team di superare i principali limiti degli esperimenti sull'antimateria, che consistono in un basso flusso di antiparticelle e nella complessità della manipolazione del raggio. Per questo motivo, il team è stato in grado di dimostrare con successo l'origine quantomeccanica dell'antimateria e la natura ondulatoria di
Ad esempio, le misure di gravità potrebbero essere condotte con atomi simmetrici esotici materia-antimateria (come il positronium). Ciò consentirebbe agli scienziati di testare la teoria della simmetria di carica, parità e inversione temporale (CPT); e per estensione, il Principio di equivalenza debole per l'antimateria - un principio che sta alla base della relatività generale, ma non è mai stato testato con l'antimateria.
Ulteriori esperimenti con l'interferometria dell'antimateria potrebbero anche affrontare la domanda scottante del perché vi sia uno squilibrio di materia e antimateria nell'Universo. Grazie a questa svolta, questi e altri misteri fondamentali attendono ulteriori approfondimenti!
