אנטי חומר הוא גם חלקיק וגם גל, אישור ניסוי חדש

Pin
Send
Share
Send

חומר אנטי-חומר אינו מורכב רק מנוזל-חלקיקים, הוא גם עשוי מגלים. כעת אנו יודעים שהדבר נכון גם ברמה של חלקיק אנטי-חומר יחיד.

פיזיקאים ידעו מזה זמן רב שכמעט כל דבר - אור וצורות אנרגיה אחרות, אך גם כל אטום בגופכם - קיים כחלקיקים וגם כגלים, מושג המכונה כפילות גל חלקיקים. זה הוצג שוב ושוב בניסויים. אבל חלקיקים אנטי-חומר, זהים לשותפי החומר שלהם, למעט המטען והסחרור שלהם הפוכים, קשה הרבה יותר להתנסות איתם. תאומי החומר האלה מתעופפים בקיום בצורה חולפת, לרוב במאיצות חלקיקים מאסיביות.

אולם כעת, פיזיקאים הראו ברמה של פוזיטרון בודד - תאום אנטי-חומר לאלקטרון - שגם אנטי-חומר עשוי מחלקיקים וגם גלים.

כדי להראות שפוזיטרונים הם גם גלים, הפיזיקאים ביצעו גרסה מורכבת יותר ל"ניסוי הכפול סדק "המפורסם, שבשנת 1927 הראה לראשונה שאלקטרונים - סוג של חומר - הם גם חלקיקים וגם גלים.

בניסוי המקורי עם שני חריצים ירו מדענים זרם אלקטרונים דרך גיליון ועליו שתי חריצים, כשגלאי נמצא בצד השני. אם האלקטרונים היו רק חלקיקים, הם היו יוצרים תבנית של שני קווים בהירים בגלאי. אבל הם פעלו כמו גלים, כך שהם "התנפצו" כמו אור, ויצרו תבנית פרושה של הרבה קווים בהירים ודי עמומים לסירוגין. (כאשר שני גלים חופפים זה מזה, אך הם מוזזים ביניהם, פסגות ועמקי הגלים מבטלים או מסתכמים, ויוצרים דפוס ייחודי המכונה הפרעה. סוגים אלה של ניסויים ידועים בשם אינטרפרומטריה.)

בשנת 1976, פיזיקאים הבינו כיצד להפגין את אותה השפעה עם אלקטרון אחד בכל פעם, והוכיחו שאפילו אלקטרונים בודדים הם גלים שיכולים "להפריע" זה לזה.

סכמטי של הניסוי הכפול חריץ הקנוני, היוצר שוליים אופייניים לקווים בהירים וחשוכים. (קרדיט תמונה: Shutterstock)

פיזיקאים הראו מאז שכשאתה מקפיץ פוזיטרונים משטח רפלקטיבי, הם מתנהגים כמו גלים. אך עד כה מעולם לא ביצעו ניסוי כפול סדק שהראה שלפוזיטרונים בודדים יש אופי גל. ביצוע ניסוי מסוג זה מציע לפיזיקאים הזדמנויות לחקור את התנהגותם של חומר אנטי-חומר ברמה עמוקה מתמיד.

עבור מאמר זה, שפורסם ב -3 במאי בכתב העת Science Advances, צוות של פיזיקאים איטלקים ושוויצרים הבין כיצד לייצר קרן אנרגיה נמוכה של פוזיטרונים שניתן להשתמש בהם לביצוע גרסת האנטי-חומר הראשונה של הניסוי הכפול סדק. כאשר הפיזיקאים כיוונו את הפוזיטרונים דרך סדרה מורכבת יותר של חריצים מרובים, הפוזיטרונים נחתו על הגלאי בתבנית שהייתם מצפים מהם גלים, ולא חלקיקים בודדים.

בהצהרה אמרה פאולה סקמפולי, פיזיקאית בפוליטניקניקו במילאנו, וכותבתה של העיתון, "התבוננות שלנו ... מוכיחה מקור מקומי-מכני ובכך טיב הגל של הפוזיטרונים."

עבודה זו, כתבו המחברים, פותחת את הדלת לניסוי "אינטרפרומטריה" מסוג חדש. בשלב הבא, הם מקווים לענות על שאלות על טיב הגל של חומר אקזוטי מורכב יותר, ולהשתמש בתוצאות אלה כדי לחקור את טיב הכובד בסקלים קטנים מאוד.

Pin
Send
Share
Send