什么是反物质?(反物质既是粒子又是波)
双缝干涉测试原理
据英国《科学新闻》双周刊网站近日报道,研究人员首次利用电子的反物质——正电子,进行了著名的双缝实验。结果表明它符合量子理论:它既是粒子又是波。
双缝实验证明了量子物理的一个基本原理:点粒子也是波。这个实验的标准版本是这样的:粒子穿过固体屏障上的一对狭缝,在屏幕的另一侧,会出现一个典型的波的干涉图样。当从每个狭缝出现的峰和谷重叠时,它们相互加强或抵消,从而在屏幕上出现高颗粒密度和低颗粒密度的交替带。
这些实验揭示了光子、电子、原子甚至大分子的波粒二象性。然而,利用反物质很难产生强而均匀的反粒子束。然而,在最新的研究中,借助新的双缝实验,科学家们证实了电子-正电子的反物质也具有类波特性。
研究人员设计了一种装置,其中钠同位素钠-22放射性衰变产生的正电子穿过两排连续的竖杆(竖杆的厚度小于1微米)。棒与棒之间的间隙在几百纳米左右,在传统的双缝实验中起到狭缝的作用。正电子波向核乳胶探测器传播,在那里反粒子改变了溴化银晶体的化学结构。
合作者,意大利米兰国家核物理研究所的物理学家凯尔·贾玛奇(Kyle Jamachi)说,果不其然,他们发现了正电子的干涉图案,这是正电子密度高低交替的条纹。
迟佳和他的同事希望在未来使用他们的新技术来探索其他反物质聚集体的属性——电子偶极子,这是一个由一个电子和一个正电子组成的类似原子的系统。
什么是反物质?
反物质是正常物质的相反状态。正负物质相遇,双方会相互湮灭,引发爆炸,产生巨大能量。
正负质子是反粒子。与电子和质子相比,它们的电量相等,但电性相反。科学家设想宇宙中可能存在完全由反粒子构成的物质,即反物质。电子与反电子质量相同,但电荷相反。质子和反质子也是如此。与反粒子不同,粒子不仅电荷相反,而且所有其他可以相反的性质也相反。