Некоторые субатомные частицы могут увеличивать свою скорость самопроизвольно, без приложения к ним каких-либо внешних сил. К такому выводу пришли физики-теоретики из Массачусетского технологического института (США) и института Техион (Хайфа, Израиль), статья которых вышла в журнале Nature. Её краткую суть пересказывает сайт Gizmodo.
Американо-израильская команда базировалась на свежих результатах анализа уравнения Дирака, которое описывает движение электронов и других фермионов (субатомных частиц со спином ½) — например, мюонов и нейтрино. Манипулируя их волновой структурой (согласно положению о корпускулярно-волновом-дуализме, каждая элементарная частица одновременно является и волной), можно вызвать у этих частиц невероятные, на первый взгляд, свойства.
Произвести такую манипуляцию, как следует из теоретических выкладок, можно с помощью фазосдвигающих масок — фотошаблонов, изменяющих фазу между двумя интерферирующими потоками частиц. Делая это со световыми волнами, получают голограммы. Если же пропустить через фазосдвигающую маску с очень маленькой шкалой электрон, он должен самопроизвольно ускориться почти до скорости света, хотя никаких внешних сил к нему при этом не прикладывается.
Это противоречит классической механике Ньютона, но не противоречит квантовой механике, благодаря одному интересному трюку. «Волновой пакет электрона не только ускоряется, но и расширяется, — объясняет Идо Камине (Ido Kamine), один из авторов исследования. — У волнового пакета как бы вырастает "хвост", направленный назад, так что в целом момент движения остаётся тем же. Дополнительная часть волнового пакета компенсирует ускорение основной части».
Всё это пока теоретические построения, но скоро в Массачусетском технологическом институте собираются проверить их на практике, с помощью электронного микроскопа и фазосдвигающей маски, разрешение которой в 1000 раз превышает разрешение тех масок, что используются сейчас для создания голограмм. Если всё получится, это будет первый реально наблюдаемый случай эффекта расширения времени и сжатия пространства, который предсказывал ещё Эйнштейн, говоря об околосветовых скоростях.
Напомним, недавно портал Научная Россия рассказывал о другом смелом теоретическом предположении — выдвинутой американским физиком Робертом Эрлихом идее о том, что нейтрино может являться тахионом, то есть двигаться быстрее скорости света. Это предположение пока не поддаётся практической проверке, но уже скоро возможности для этого могут появится, в том числе благодаря исследованию космических лучей.
