Pesquisadores da Universidade de Ciências de Tóquio demonstraram a difração de ondas de matéria no pósitronio, um átomo exótico formado por um elétron e sua contraparte de antimatéria, o pósitron. Isso marca a primeira observação de interferência quântica em tal sistema. As descobertas, publicadas na Nature Communications, confirmam a dualidade onda-partícula do pósitronio.
Uma equipe liderada pelo professor Yasuyuki Nagashima, juntamente com o professor associado Yugo Nagata e o Dr. Riki Mikami, da Universidade de Ciências de Tóquio, no Japão, produziu um feixe de alta qualidade de átomos de pósitronio. Eles geraram íons de pósitronio carregados negativamente e usaram um pulso de laser para remover um elétron extra, criando um fluxo rápido, neutro e coerente. Esse feixe, com energias de até 3,3 keV, foi direcionado a uma fina folha de grafeno em um ambiente de vácuo ultra-alto, onde alguns átomos de pósitronio passaram e produziram um padrão de difração claro nos detectores, indicando interferência ondulatória como um objeto quântico unificado, em vez de partículas separadas para o elétron e o pósitron. O espaçamento atômico do grafeno correspondeu ao comprimento de onda de de Broglie do pósitronio, permitindo a observação desse efeito quântico anteriormente visto em elétrons, nêutrons e moléculas maiores, mas não no pósitronio até agora. O pósitronio, que se aniquila rapidamente, comporta-se como um átomo neutro até então, tornando-o ideal para tais estudos. O controle preciso do experimento sobre a energia, direção e coerência do feixe produziu resultados mais nítidos do que métodos anteriores. O professor Nagashima afirmou: 'Agora, pela primeira vez, observamos a interferência quântica de um feixe de pósitronio, o que pode abrir caminho para novas pesquisas em física fundamental usando o pósitronio.' O Dr. Nagata acrescentou: 'Isso não apenas demonstra a natureza ondulatória do pósitronio como um sistema ligado de lépton-antilépton, mas também abre caminhos para medições de precisão envolvendo o pósitronio.' Esse avanço pode permitir a análise de superfície não destrutiva de isolantes e materiais magnéticos usando pósitronio eletricamente neutro, além de futuros testes da resposta da antimatéria à gravidade, que permanece sem medição direta.
