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物質(zhì)不僅有粒子的特性,也有波的特性,這就是我們熟知的波粒二象性。而現(xiàn)在,實(shí)驗(yàn)表明,在反物質(zhì)粒子上,這同樣成立。 1924年,德布羅意提出了假說,所有物質(zhì)都具有類似波的屬性,并將物質(zhì)所具有的波長以公式表達(dá)出來。三年后,雙狹縫干涉實(shí)驗(yàn)首次證明了電子既有粒子的特性又有波的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)中,科學(xué)家發(fā)射“一束電子”,讓它們穿過有兩個(gè)狹縫的薄片,薄片的另一邊有一個(gè)探測屏,若電子只是粒子,它們就只會(huì)在探測屏上形成兩道明亮的條紋,但結(jié)果顯示其具有類似光波的數(shù)條干涉條紋,說明電子也有波的特性。1976年,物理學(xué)家利用“一個(gè)電子”來演示同樣的效果,證明單個(gè)電子也同樣有波的特性。 反物質(zhì)粒子,除了電荷和自旋相反之外,與它們的正物質(zhì)同伴是相同的。反物質(zhì)粒子通常只存在于粒子加速器中,而且存在的時(shí)間極短,所以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)就困難得多。但是現(xiàn)在,物理學(xué)家已經(jīng)對(duì)單個(gè)正電子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證明,反物質(zhì)也具有波粒二象性。 為了證明正電子也具有波的特性,物理學(xué)家對(duì)著名的“雙狹縫實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行了相當(dāng)復(fù)雜的改動(dòng)。由意大利和瑞士物理學(xué)家們組成的團(tuán)隊(duì)找到了如何產(chǎn)生低能正電子束的方法,這種正電子束可以用來進(jìn)行反物質(zhì)版本的雙縫實(shí)驗(yàn)。當(dāng)物理學(xué)家引導(dǎo)正電子穿過一系列更復(fù)雜的多重狹縫時(shí),單個(gè)正電子落在探測屏上的圖案,具有干涉波的特性,而不是粒子性質(zhì)的單條紋。使用多重狹縫的目的是將正電子束過濾成為單個(gè)正電子。 在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中,研究團(tuán)隊(duì)希望能回答關(guān)于更復(fù)雜的外來物質(zhì)的波的特性問題,并利用這些結(jié)果在非常小的尺度上探測引力的性質(zhì)。 參考文獻(xiàn): https://advances./content/5/5/eaav7610 |
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