Físicos de Italia y Suiza realizaron un experimento con un positrón, similar al experimento con dos rendijas y un electrón. Los investigadores demostraron la paradoja de que una sola partícula interfiere consigo misma y demostraron que las propiedades mecánicas cuánticas de la antimateria son similares a las de la materia ordinaria. Los resultados del experimento se publican en el repositorio arXiv.org.
Según la dualidad onda-partícula, los electrones en diferentes condiciones pueden manifestar las propiedades de ondas y partículas. Las partículas se pueden representar en forma de ondas de Broglie, que caracterizan la probabilidad de encontrar un objeto en un punto dado del espacio. Como cualquier onda, las ondas de De Broglie, al pasar por rendijas estrechas, pueden sufrir difracción e interferencia, en las que se superponen dos ondas coherentes, lo que da como resultado un aumento o una disminución de sus amplitudes. Por tanto, es más o menos probable encontrar electrones en determinados puntos.
El patrón de interferencia, como en el experimento clásico de Jung, surge incluso si las partículas pasan a través de un dispositivo con dos rendijas una tras otra. Por tanto, la onda de De Broglie determina la probabilidad de que una sola partícula golpee cualquier parte de la pantalla del detector. En este caso, a menudo se dice que la partícula interfiere consigo misma. Aunque, en teoría, las antipartículas deberían presentar las mismas propiedades, hasta ahora nadie ha demostrado su interferencia en la práctica.
El experimento se llevó a cabo en el Laboratorio Italiano de Epitaxia Nanoestructurada y Espintrónica de Silicio (L-NESS). El isótopo radiactivo sodio-22 se utilizó como fuente de positrones (antipartículas de electrones). Las partículas se aceleraron a energías de 8, 9, 11 y 14 keV y golpearon el interferómetro Talbot-Lau. El dispositivo constaba de dos colimadores (orificios largos) diseñados para producir un haz estrecho de partículas; dos rejillas de difracción con diferentes periodos, un detector de emulsión y un detector de rayos gamma que capta la radiación de la aniquilación de positrones al chocar con una emulsión.
norte
El análisis de las franjas de interferencia obtenidas cuando las partículas golpean el detector de emulsión durante 120-200 horas mostró la misma imagen de dualidad onda-partícula que se observó en el experimento clásico con dos rendijas. Según los científicos, los resultados muestran que en el futuro será posible crear dispositivos supersensibles basados en el principio de funcionamiento del interferómetro Talbot-Lau para medir la interacción gravitacional no observada hasta ahora de la antimateria con la materia ordinaria.
