イタリアの研究者が反物質の干渉に成功
– 2019年5月21日のニュース –
1923年、フランスの物理学者Louis de Broglieが驚くべき記事を発表しました。彼は、物質に波があるという仮説を立てました。向こう数年の間に、研究者が電子、陽子そして分子全体さえも妨害することに成功した時にこれが確認された。これは物質が光のように波状の振る舞いをすることができるという証拠です。波と粒子の双対性は今日、量子力学の重要な原則の1つです。ほぼ1世紀後、反物質もこの波と粒子の二元性の影響を受けるのだろうか。
反物質とは
反物質は、物質と非常によく似た粒子で構成されていますが、反対の電荷を持っています。粒子がその反粒子に遭遇すると、彼らは激しいエネルギーのフラッシュで彼ら自身を全滅させます。これは反物質の生成と観測を非常に困難にします。それはまた宇宙規模で多くの質問を生成します。素粒子物理学の標準モデルは、物質と反物質の厳密な対称性を示しています。言い換えれば、私たちは反物質と同じくらい多くのことを観察すべきですが、それは私たちが観察することではありません。宇宙は古典的な物質で構成されており、それが私たちの存在を可能にしています。しかし理論物理学者にとって、これは多くの疑問を生じさせる。
反物質の欠如を説明するためにいくつかの仮説が研究されています。たぶん、宇宙は2つのタイプの物質の間で世界的にバランスがとれています、しかし局所的に不均衡があるでしょう。これは、私たちが古典的な物質の泡の中に住んでいること、そして反物質が他の場所にあることを意味しています。物質の性質と反物質の性質の間にはごくわずかな非対称性があることも想像できます。この非対称性は、古典的な事柄が宇宙でついに勝利した理由を説明するでしょう。
研究は反物質も服従行動を持っていることを示しています
この仮説を探るために、私たちは実験室で反物質を研究しようとすることができます。何十年もの間、私たちはそれを作り、操作する方法をどんどんよく知っていて、2019年5月3日に公開された記事によると、私達は今また反物質を妨害する方法を知っています。この研究のために特別に設計された干渉計のおかげで、イタリアのチームは陽電子、電子に関連する反粒子の波の性質を強調することに成功しました。この面では、対称性が尊重されています。しかし、研究者によって設置されたシステムは、おそらくもっと興味深いテストへの道を切り開きます。
反物質干渉法は、重力場での反粒子の加速を測定するために使用することができます。反物質は物質と同じように落ちますか？物質の質量と反物質の同じ質量の重力場は同じですか？これらの質問に答えることは陽電子の規模で重力相互作用が小さいので非常に困難になるでしょう、しかしおそらく測定のわずかな違いは宇宙の反物質がどこにあるのかを理解することを最終的に可能にするでしょう。
NASA Mashall宇宙飛行センターによる画像
