Investigadores de la Universidad de Ciencias de Tokio han demostrado la difracción de ondas de materia en el positronio, un átomo exótico formado por un electrón y su contraparte de antimateria, el positrón. Esto marca la primera observación de interferencia cuántica en un sistema de este tipo. Los hallazgos, publicados en Nature Communications, confirman la dualidad onda-partícula del positronio.
Un equipo dirigido por el profesor Yasuyuki Nagashima, junto con el profesor asociado Yugo Nagata y el Dr. Riki Mikami de la Universidad de Ciencias de Tokio en Japón, produjo un haz de alta calidad de átomos de positronio. Generaron iones de positronio con carga negativa y utilizaron un pulso láser para eliminar un electrón adicional, creando un flujo rápido, neutro y coherente. Este haz, con energías de hasta 3,3 keV, fue dirigido hacia una fina lámina de grafeno en un entorno de vacío ultraalto, donde algunos átomos de positronio atravesaron la estructura y produjeron un patrón de difracción claro en los detectores, lo que indica una interferencia ondulatoria como un objeto cuántico unificado en lugar de partículas separadas para el electrón y el positrón. El espaciado atómico del grafeno coincidió con la longitud de onda de de Broglie del positronio, permitiendo la observación de este efecto cuántico que ya se había visto en electrones, neutrones y moléculas más grandes, pero no en el positronio hasta ahora. El positronio, que se autoaniquila rápidamente, se comporta como un átomo neutro hasta ese momento, lo que lo hace ideal para tales estudios. El control preciso del experimento sobre la energía, la dirección y la coherencia del haz produjo resultados más nítidos que los métodos anteriores. El profesor Nagashima declaró: 'Ahora, por primera vez, hemos observado la interferencia cuántica de un haz de positronio, lo que puede abrir el camino para nuevas investigaciones en física fundamental utilizando positronio'. El Dr. Nagata añadió: 'Esto no solo demuestra la naturaleza ondulatoria del positronio como un sistema ligado de leptón-antileptón, sino que también abre vías para mediciones de precisión que involucran al positronio'. Este avance podría permitir el análisis de superficies sin daños en aislantes y materiales magnéticos utilizando positronio de carga neutra, así como futuras pruebas de la respuesta de la antimateria a la gravedad, la cual aún no ha sido medida directamente.
