Материалы портала «Научная Россия»

Физик ТГУ теоретически обосновал, что волновые свойства электронов сохраняются и при очень высоких энергиях

Физик ТГУ теоретически обосновал, что волновые свойства электронов сохраняются и при очень высоких энергиях
Исследование томского ученого касается так называемых «закрученных электронов», и эти результаты делают возможным использование таких частиц в современных коллайдерах

Старший научный сотрудник физического факультета Томского государственного университета Дмитрий Карловец рассчитал и теоретически обосновал, что волновые свойства электронов сохраняются и при очень высоких энергиях, сообщает пресс-служба ТГУ. Исследование томского физика касается так называемых «закрученных электронов», эти результаты делают возможным использование таких частиц в современных коллайдерах. Ранее подобные эксперименты не проводились из-за отсутствия доказательств, что свойство «закрученности» сохраняется при ускорении.

Результаты исследования физика ТГУ опубликованы в американском журнале Physical Review A (Q1).

«В работе я показал, что у электронов с большой «закрученностью» (или на физическом языке – с большим орбитальным моментом импульса) волновые свойства сохраняются и при очень высоких энергиях, – объясняет Дмитрий Карловец. – Орбитальный момент свободно распространяющихся пучков электронов, протонов и других частиц – это новый параметр, или новая степень свободы, которая может оказаться полезной в физике высоких энергий, в частности, при исследовании загадки спина протона».

Последние несколько лет ученые активно обсуждали возможность применения этих частиц в фундаментальных исследованиях на ускорителях. Однако до работы томского физика было неясно, проявляются ли волновые свойства частиц (а «закрученность» является именно таким свойством) при высоких энергиях.

«Теперь это свойство может быть проверено в экспериментах на современных коллайдерах – ускорителях частиц, но для этого необходимо было сначала в теории убедиться, что свойство «закрученности» сохраняется при ускорении, – говорит физик. – Моя работа дает положительный ответ на этот вопрос, что открывает принципиальную возможность для получения электронов высокой энергии с орбитальным моментом».

Добавим, что в 2010-2011 гг. физики совершили прорыв в управлении волновыми свойствами материи – они научились получать «закрученные» электроны, а чуть позже – и нейтроны. Если представить одну такую частицу в виде волны, то ее передний фронт будет похож на штопор, аналогично фотону. Такие электроны уже нашли применение при исследовании магнитных свойств материалов и наноструктур с атомным разрешением в электронной микроскопии.

Одно из необычных свойств «сильно закрученных» электронов состоит в том, что их эффективная масса оказывается больше массы обычного электрона. Это очень похоже на эффект утяжеления электрона во внешнем электромагнитном поле, где за счет взаимодействия с фотонами (квантами света) масса «голого» электрона теряет смысл. «Закрученный» электрон также становится эффективно тяжелее обычного за счет своей волновой природы, и чем больше его орбитальный момент, тем он тяжелее.

 

Источник: www.tsu.ru

«закрученные электроны»

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий