新實驗指出反物質也具有波粒的二象性

物質不僅有粒子的特性，它也有波的特性，而現在我們知道，即使在反物質（antimatter）粒子上，這也是成立的。

物理學家很早就知道，光和其他形式的能量，還有你身體裡的每一個原子，都是以粒子和波的形式存在的，這是一個被稱為波粒二象性（wave-particle duality）的概念，但是反物質粒子，除了電荷和自旋相反之外，與它們的正物質同伴是相同的，這些物質的孿生體通常只存在於粒子加速器中，而且存在的時間很短，所以進行實驗就困難得多。但是現在，物理學家已經在單個正電子（電子的反物質孿生體）中證明了反物質也具有波粒二象性。

1924年，路易斯·德·布羅意（Louis de Broglie）提出了假說，聲稱所有物質都具有類似波動說的屬性並將物質所具有的波長以一條式子表達出來，三年後，電子的雙狹縫干涉實驗首次證明了電子，既有粒子的特性又有波動的性質。實驗中，科學家發射了「一束電子」，當它們穿過有兩個狹縫的薄片，薄片的另一邊有一個探測屏，若電子只是粒子，它們就會在探測屏上只形成兩道明亮的條紋，但實驗結果顯示其具有類似光波的數條干涉條紋，說明電子也有波的特性。1976年，物理學家利用「一個電子」來演示同樣的效果，證明即使是單個電子也同樣有波的特性。

為了證明正電子也具有波的特性，物理學家對著名的「雙狹縫實驗」進行了更為複雜的改動。一個由義大利和瑞士物理學家組成的團隊找到了如何產生低能正電子束的方法，這種正電子束可以用來進行反物質版本的雙狹縫實驗。當物理學家引導正電子穿過一系列更複雜的多重狹縫（用來過濾成為單個正電子）時，單個正電子落在探測屏上的圖案，具有干涉波的特性，而不是粒子性質的單條紋。

接下來，他們希望能回答關於更複雜的外來物質的波的性質的問題，並利用這些結果在非常小的尺度上探測重力的性質。

【圖：互聯網；文：節錄自台北天文館之網路天文館網頁】研究全文刊登在已經出版的《科學進展》期刊