Група вчених з Італії та Швейцарії вперше провела дослід Юнга з антиматерією. Виявилося, що найдрібніші античастинки мають і хвильові властивості, на кшталт звичайної матерії.
Вже майже 100 років вченим відомо, що дрібні частинки, з яких складається будь-яка матерія, – молекули, атоми і електрони – є водночас і частинками, і хвилями. Вперше цю дивну теорію оприлюднив англійський учений Томас Юнг, який в 1801 році довів, що фотони – найдрібніші частинки світла – мають хвильові властивості, повідомляє Новое время.
Дослід Юнга полягав у пропущенні частинок світла через дві щілини, після чого утворюється так звана інтерференційна картина – візерунок, характерний для хвиль, коли їх пропускають крізь ті ж дві щілини і вони поступово гасять одна одну.
У 1927-му американські фізики Клінтон Девідсон і Лестер Джермер провели дослід Юнга з електронів – складовими атомів і молекул, – і, виявилося, що найпростіші частинки не тільки світла, але й будь-якої матерії також проявляють властивості частинок і хвиль одночасно. Результати цього експерименту лягли в основу корпускулярно-хвильового дуалізму – здатності матерії мати властивості хвилі або частинки за різних умов.
Усе б добре, але одна лише матерія не є будівельним матеріалом всього у Всесвіті. Фізики вважають, що кожній частинці матерії протистоїть частинка антиматерії, властивості якої до кінця не вивчено.
Досі вчені лише припускали, що антиматерія буде проявляти властивості хвилі і частинки одночасно, але не могли підтвердити це на практиці, оскільки добути античастинки вельми складно.
Днями представники Міланського технічного університету та Бернського університету опублікували результати досліджень Юнга з антиматерією, пише Phys.org. Як антиматерію фізики використовували позитрони – античастинки електронів, – які вони отримували при розпаді радіоактивних елементів.
«З радіоактивною емульсією ми можемо дуже точно визначити точку удару окремих позитронів, що дозволило нам реконструювати їх интерференционную картину з мікрометричною точністю – більш ніж на мільйонну частку метра (мікрон, – ред.)», – пояснив доктор Чіро Пістілло з Лабораторії фізики високих енергій і Центру Альберта Ейнштейна Бернського університету.
Вчені стверджують, що їх спостереження доводять хвильову природу позитрона і його квантово-механічне походження.
Результати дослідження дозволять в майбутньому виробляти інтерференційні експерименти, наприклад з більш складною екзотичноїю матерією на кшталт позитронію – квантово-механічною системою, яка складається одночасно з позитрона й електрона.
Фізики також планують вперше протестувати з антиматерією принцип еквівалентності, на якому заснована загальна теорія відносності Альберта Ейнштейна. Подібні експерименти можуть пояснити природу гравітації на мікрорівнях і допомогти вченим віднайти відмінності між матерією й антиматерією.
Нагадаємо, поки єдине дослідження, яке дозволило встановити можливі невідповідності в природі матерії і антиматерії, провела міжнародна група вчених завдяки експериментам на Великому адронному колайдері декілька років тому.
Фахівці проаналізували дані зіткнень найдрібніших частинок і дійшли висновку, що розпад однієї з груп елементарних частинок – лямбда-баріонів – не відповідає розпаду своїх античастинок – анти-лямбда-баріонів.
Це відкриття належить підтвердити численними статистичними експериментами, та коли вчені в майбутньому зможуть довести різну поведінку матерій – стандартна модель фізики ризикує зазнати серйозних змін, а уявлення про матерію й антиматерію у Всесвіті доведеться переглянути загалом.
Джерело: zik.ua
