Физики из России узнали, как превратить электрон в волну внутри коллайдера
Ученые из Томского университета выяснили, что электрон можно заставить проявлять волновые свойства при разгоне до высоких энергий, особым образом "раскрутив" его. Их выводы были представлены в журнале Physical Review A.
"Мы планируем проверить наши выкладки в экспериментах на современных коллайдерах. Для этого необходимо было убедиться, что "закрученность" электронов сохраняется при ускорении. Наша работа дает положительный ответ на этот вопрос, что открывает принципиальную возможность для получения "закрученных" электронов высокой энергии", - заявил Дмитрий Карловец из Томского университета, чьи слова приводит пресс-служба Российского научного фонда.
Сегодня практически все физики, за исключением небольшой группы маргиналов, полагают, что фотоны, электроны и другие жители микромира одновременно ведет себя и как частицы, и как электромагнитные волны. На базе этого феномена, который в прошлом не совсем корректно называли "корпускулярно-волновым дуализмом", построены многие современные технологии, такие как матрицы фотокамер и различные светодатчики.
Первые опыты с ускорителями материи показали, что электроны и их "кузены" теряют свои волновые свойства в том случае, если они разгоняются до сверхвысоких энергий и начинают двигаться почти со скоростью света. Возник вопрос - почему это происходит и можно ли заставить электроны вести себя "правильным" образом?
Восемь лет назад, по словам Карловца, физики научились "закручивать" элементарные частицы, в том числе электроны и нейтроны, заставляя их двигаться не только по прямой линии, но и при этом вращаться вокруг направления движения, превращаясь в своеобразную "воронку". Как показали первые опыты с подобными носителями заряда, они одновременно ведут себя и как частицы, и как волны.
Подобное открытие заставило томского физика задуматься о том, будут ли сохраняться подобные свойства электрона после того, как он попадет в кольцо коллайдера или других видов ускорителей частиц. Для ответа на этот вопрос он создал компьютерную модель подобной "закрученной" частицы и просчитал то, как изменится ее поведение при высоких энергиях.
Вычислив магнитный момент и среднюю энергию электрона, разогнанного до сверхвысоких скоростей, российский физик пришел к выводу, что частица не потеряет своих волновых свойств при попадании в коллайдер и проявит их при столкновении с другим жителем микромира.
Что интересно, попутно томские физики выяснили, что "закрутка" сделает электроны несколько тяжелее, чем обычные частицы, движущиеся по прямой линии - их масса будет на 0,01-0,1% больше. Так ли это на самом деле, ученые планируют узнать в ходе опытов на реальных ускорителях частиц.
