上热门的“反物质”既是粒子又是波，到底是什么样？
反物质不仅由反粒子构成，它还由波构成。现在我们知道，即使在单个反物质粒子的水平上，这也是成立的。物理学家很早就知道，几乎所有的东西（光和其他形式的能量，还有你身体里的每一个原子）都是以粒子和波的形式存在的，这是一个被称为粒子波二象性的概念，这在实验中一再被证明。但是反物质粒子，除了电荷和自旋相反之外，与它们的物质伴侣是相同的，要进行实验就困难得多。
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这些物质的孪生体通常在巨大粒子加速器中短暂存在。但是现在，物理学家已经在单个正电子(电子的反物质孪生体)的水平上证明了反物质也是由粒子和波组成。为了证明正电子也是波，物理学家们对著名的“双缝实验”进行了更为复杂的解释，1927年“双缝实验”首次证明了电子既是粒子又是波。在最初的双缝实验中，科学家们发射了一束电子，穿过一张有两个狭缝的薄片，薄片的另一边有一个探测器。如果电子只是粒子，它们就会在探测器上形成两道明亮的线。
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但它们的行为像波，所以它们像光一样“衍射”，形成了许多明亮和暗淡交替线的展布模式(当两个波重叠但相对移动时，波的波峰和波谷相互抵消或叠加，形成一种独特的模式，称为干涉，这类实验被称为干涉术)。1976年物理学家们发现了如何用一个电子来演示同样的效果，证明即使是单个电子也是相互“干扰”的波。物理学家已经证明，当把正电子从反射表面弹回来时，它们的行为就像波一样。但直到现在，还没有进行过双缝实验来证明单个正电子具有波的性质。
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一个典型双缝实验的示意图，它创造了特征条纹的光和暗线。图片：Shutterstock
做这样的实验为物理学家提供了机会，让他们在比以往任何时候都更深层次上研究反物质的行为。现发表在《科学进展》(Science Advances)上的研究中，一个由意大利和瑞士物理学家组成的团队找到了如何产生低能正电子束的方法，这种正电子束可以用来进行双缝实验的第一个反物质版本。当物理学家引导正电子穿过一系列更复杂的多重狭缝时，正电子落在探测器上的图案，你会以为是波的图案，而不是单个粒子的图案。
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这篇论文的作者之一、米兰理工大学的物理学家保拉·斯坎波利(Paola Scampoli)说：我们的观察......证明了[正电子的]量子力学起源，因而证明了正电子的波动性质这项研究为一种新型的“干涉测量”实验打开了大门，接下来希望能回答关于更复杂物质的波性质问题，并利用这些结果在非常小的尺度上探测引力性质。
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