Теоретические расчёты предсказывают эффект самоускорения элементарных частиц

Пространственное распределение ускоряющегося волнового пакета электрона. Чем ярче область, тем сильнее заряд.

Теоретические подсчёты физиков выявили возможность придать элементарным частицам свойство самоускорения, когда они будут увеличивать скорость движения без участия электромагнитного поля. Такое неожиданное исследование было проведено совместно учёными из MIT и израильского института Технион.

Однако не спешите выбрасывать учебники по физике – никакие известные законы в данном случае не нарушаются. По расчётам, при применении фазосдвигающих масок к элементарной частице основная часть её волнового пакета будет ускоряться, но при этом весь пакет будет удлиняться в пространстве, компенсируя это ускорение. К этому учёные пришли, представив новый набор решений уравнений Дирака, которые описывают релятивистское поведение волновых структур элементарных частиц. Манипуляции с этой структурой и могут, по расчётам, привести к таким контринтуитивным результатам.



Глава исследователей, Идо Каминер, рассказывает: «Электрон набирает скорость и двигается всё быстрее и быстрее. Это выглядит невозможным. Никто не ожидал, что физика позволит этому случиться. Но волновой пакет электрона не только ускоряется, он ещё и увеличивается в пространстве, поэтому часть его компенсирует ускорение. “Хвост” пакета распространяется назад, поэтому суммарный импульс сохраняется.»

Это автоускорение связано с теорией относительности, где при движениях со скоростями, близкими к скорости света, происходит увеличение времени и сжатие пространства. Если этот эффект удастся применить, например, к короткоживущим элементарным частицам, у учёных будет больше времени на их изучение. Каминер утверждает, что уже вполне возможно проверить все эти расчёты экспериментально, и команда уже приступила к подготовке такой проверки.

В экспериментах будет применяться электронный микроскоп, снабжённый фазосдвигающей маской с разрешением на три порядка большим, чем у тех, что используются для создания голограмм. По словам Каминера, это самый точный из известных на сегодняшний день способов влияния на электронную волну.

Источник: geektimes.ru/post/244670/