双缝式实验证明：反物质既是粒子又是波

双缝干涉试验原理

据英国《科学新闻》双周刊网站近日报道，研究人员首次使用电子的反物质——正电子，进行了著名的双缝式实验，结果表明其符合量子理论：既是粒子又是波。

双缝式实验证明了量子物理学的基本原理之一：点状粒子也是波。该实验的标准版本如下：粒子穿过固体屏障中的一对狭缝，在另一侧的屏幕上，会出现典型的波的干涉图案。从每个狭缝出现的波峰和波谷在重叠时相互加强或相互抵消，由此会在屏幕上出现高粒子密度和低粒子密度的交替带。

这些实验已经揭示了光子、电子、原子甚至大分子的波粒二象性。但用反物质进行实验，很难产生强大、均匀的反粒子束。不过，在最新研究中，科学家借助一种新的双缝式实验，证实了电子的反物质——正电子也具有类似波的特性。

研究人员设计了一种装置，其中，钠的同位素钠-22的放射性衰变产生的正电子穿过两排连续的垂直杆(垂直杆的厚度不足1微米)。杆之间的间隙约为几百纳米，扮演的是传统双缝实验中狭缝的角色。正电子波朝着核乳胶探测器传播，在探测器那里，反粒子改变了溴化银晶体的化学结构。

研究合作者、意大利米兰国家核物理研究所的物理学家马可·贾玛池说，果不其然，他们发现了正电子的干涉图案，是正电子高低密度交替的条纹。

贾玛池及其同事希望未来利用他们的新技术探测其他反物质聚集体——电子偶素的性质，电子偶素是一个电子和一个正电子组成的类原子系统。

什么是反物质？

反物质是正常物质的反状态。当正反物质相遇时，双方就会相互湮灭抵消，发生爆炸并产生巨大能量。

正电子、负质子都是反粒子，它们跟通常所说的电子、质子相比较，电量相等但电性相反。科学家设想在宇宙中可能存在完全由反粒子构成的物质，也就是反物质。电子和反电子的质量相同，但有相反的电荷。质子与反质子也是这样。粒子与反粒子不仅电荷相反，其他一切可以相反的性质也都相反。