Des physiciens d'Italie et de Suisse ont réalisé une expérience avec un positron, similaire à l'expérience avec deux fentes et un électron. Les chercheurs ont démontré le paradoxe qu'une seule particule interfère avec elle-même et ont prouvé que les propriétés de la mécanique quantique de l'antimatière sont similaires à celles de la matière ordinaire. Les résultats de l'expérience sont publiés dans le référentiel arXiv.org.
Selon la dualité onde-particule, les électrons dans différentes conditions peuvent manifester les propriétés des ondes et des particules. Les particules peuvent être représentées sous la forme d'ondes de Broglie, qui caractérisent la probabilité de trouver un objet en un point donné de l'espace. Comme toute onde, les ondes de Broglie, lorsqu'elles traversent des fentes étroites, peuvent subir une diffraction et des interférences, dans lesquelles deux ondes cohérentes se superposent, entraînant une augmentation ou une diminution de leurs amplitudes. Ainsi, trouver des électrons à certains points devient plus ou moins probable.
Le motif d'interférence, comme dans l'expérience classique de Jung, se produit même si les particules sont passées à travers un appareil avec deux fentes l'une après l'autre. Ainsi, l'onde de Broglie détermine la probabilité qu'une seule particule heurte n'importe quelle partie de l'écran du détecteur. Dans ce cas, on dit souvent que la particule interfère avec elle-même. Bien qu'en théorie les antiparticules devraient présenter les mêmes propriétés, personne n'a jusqu'à présent démontré leur interférence dans la pratique.
L'expérience a été menée au laboratoire italien d'épitaxie nanostructurée et de spintronique du silicium (L-NESS). L'isotope radioactif sodium-22 a été utilisé comme source de positrons (antiparticules d'électrons). Les particules ont été accélérées à des énergies de 8, 9, 11 et 14 kiloélectronvolts et sont entrées dans l'interféromètre Talbot-Lau. Le dispositif se composait de deux collimateurs (trous longs) conçus pour produire un faisceau étroit de particules; deux réseaux de diffraction avec des périodes différentes, un détecteur d'émulsion et un détecteur de rayons gamma qui capte le rayonnement de l'annihilation de positons lors d'une collision avec une émulsion.
L'analyse des franges d'interférence obtenues lorsque les particules ont frappé le détecteur d'émulsion pendant 120 à 200 heures a montré la même image de la dualité onde-particule qui a été observée dans l'expérience classique avec deux fentes. Selon les scientifiques, les résultats montrent qu'à l'avenir, il sera possible de créer des dispositifs supersensibles basés sur le principe de fonctionnement de l'interféromètre Talbot-Lau pour mesurer l'interaction gravitationnelle jusqu'ici non observée de l'antimatière avec la matière ordinaire.