Experimento Confirma que a Antimatéria Também se Comporta como Partícula e Onda

A antimatéria não é feita apenas de antipartículas, também é feita de ondas. Agora sabemos que isso se aplica mesmo ao nível de uma única partícula de antimatéria.
Os físicos sabem há muito tempo que praticamente tudo - luz e outras formas de energia, mas também todos os átomos do seu corpo - existe como partículas e ondas, um conceito conhecido como dualidade onda-partícula. Isso foi mostrado várias vezes em experimentos. Mas as partículas de antimatéria, que são idênticas aos seus parceiros de matéria, exceto pela carga e rotação opostas, são muito mais difíceis de serem observadas. Esses gêmeos da matéria surgem fugazmente, geralmente em massivos aceleradores de partículas.
Mas agora, os físicos mostraram no nível de um único pósitron - um gêmeo de antimatéria do elétron - que a antimatéria também é feita de partículas e ondas.
Para mostrar que os pósitrons também são ondas, os físicos realizaram uma versão mais complicada do famoso 'experimento de dupla fenda', que em 1927 mostrou pela primeira que a matéria - neste caso, elétrons - são partículas e ondas ao mesmo tempo.
No experimento original de dupla fenda, os cientistas dispararam uma corrente de elétrons através de uma folha com duas fendas, com um detector do outro lado. Se os elétrons fossem apenas partículas, eles teriam formado um padrão de duas linhas brilhantes no detector, cada porção passando por uma das fendas. Mas eles agiam como ondas, então eles 'difrataram' como a luz, formando um padrão espalhado de muitas linhas alternadas, mais brilhantes e mais escuras.
Quando duas ondas se sobrepõem, mas são deslocadas uma em relação à outra, os picos e os vales das ondas se cancelam ou se somam, criando um padrão distinto conhecido como interferência. Esses tipos de experimentos são conhecidos como interferometria.
Em 1976, os físicos descobriram como demonstrar o mesmo efeito com um elétron por vez, provando que até mesmo os elétrons simples são ondas que podem 'interferir' entre si.

Um esquema do experimento de dupla fenda, que cria franjas características de linhas claras e escuras.

Desde então, os físicos demonstraram que quando você reflete os pósitrons de uma superfície reflexiva, eles se comportam também como ondas. Mas até agora, eles nunca haviam realizado um experimento de dupla fenda mostrando que os pósitrons individuais tinham uma natureza ondulatória. Fazer esse tipo de experimento ofereceu aos físicos oportunidades de estudar o comportamento da antimatéria em um nível mais profundo do que nunca.
Para este trabalho, publicado em 3 de maio na revista Science Advances, uma equipe de físicos italianos e suíços descobriu como gerar um feixe de pósitrons de baixa energia que poderia ser usado para executar a primeira versão de antimatéria do experimento de dupla fenda. Quando os físicos direcionavam os pósitrons através de uma série mais complexa de múltiplas fendas, os pósitrons caíam no detector em um padrão que você esperaria das ondas, não partículas individuais.
"Nossa observação (...) prova a origem quântica do pósitron e, portanto, sua natureza ondulatória", disse Paola Scampoli, física da Politécnica de Milão e co-autora do artigo.
Este trabalho abre a porta para um novo tipo de experimento de 'interferometria'. Em seguida, eles esperam responder a perguntas sobre a natureza ondulatória da matéria exótica mais complexa e usar esses resultados para investigar a natureza da gravidade em escalas muito pequenas.

Fonte: Space.Com