Розумом цього не осягнути. Фізики довели, що антиматерія - це частинка і хвиля водночас

10 травня 2019, 20:00

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.

Відео дня

Досвід 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 досвід 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.

Wikipedia
Фото: Wikipedia

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.

Показати ще новини
Радіо НВ
X