Partikels bølgeegenskaber kan manifestere sig ved kollisioner

Dmitry Karlovets, seniorforsker ved TSU Fysisk Fakultet, og Valery Serbo fra Institute of Mathematics i SB RAS har vist, at det er muligt at observere bølgeegenskaberne for massive partikler ved stuetemperatur i praktisk talt ethvert moderne fysiklaboratorium - det er kun nødvendigt at fokusere partikelstrålen præcist. Resultaterne af den teoretiske forskning blev offentliggjort i Fysisk gennemgangsbreve .

Normalt manifesteres partikels bølgeegenskaber godt i fysikforsøg ved lave temperaturer, for eksempel, i fænomenet superledning. På grund af nødvendigheden af ​​at afkøle partiklerne, forskning om stofets bølgetype har været ret dyr. "Vi fandt en måde at udføre et eksperiment på, hvor partiklernes bølgeegenskaber forekommer ved stuetemperatur. Til dette, intet behøver at blive afkølet, det er bare godt at fokusere strålen, "forklarer Dmitry Karlovets.

Ifølge de teoretiske fysikere, elektronstrålen skal fokuseres til et sted på størrelse med et hydrogenatom. I dette tilfælde, moderne elektroniske mikroskoper er tilstrækkelige, og er bredt tilgængelige i mange videnskabelige centre, herunder TSU.

"Tidligere, forskere mente, at bølgeegenskaberne for partikler ved stuetemperatur ville vise sig, når de fokuserede på den såkaldte Compton-bølgelængde. For en elektron, dette er cirka 10 ^-13 meter. Brintatomets størrelse er tre størrelsesordener større, 0,5 * 10 ^-10 meter. Denne beslutning er allerede opnået på universitetet i Antwerpen i Belgien, "siger Dmitry Karlovets.

Yderligere, fysikere har vist, at partiklers bølgeegenskaber vil vise sig særligt tydeligt, hvis elektronerne befinder sig i særlige kvantetilstande. I kvanteoptik, forskere er i stand til at skabe mikroskopiske analoger af Schrödingers kat, et velkendt mental eksperiment om en kat i en lukket æske med gift. Mens katten ikke er iagttaget, det er i en superpositionstilstand, hvor den både er levende og død. Sådan er det med bølger:Når to elektronstråler ligger oven på hinanden, de kan blande sig, det er, enten forstærke eller slukke hinanden. I det rumområde, hvor der opstår destruktiv interferens, sandsynligheden for at en elektron har en bestemt koordinat og momentum bliver negativ. Det er en ejendom, der er uforklarlig i sproget i klassisk fysik.

"Hvis du skinner en simpel stråle på et atom, så begynder elektronerne at forsvinde, absorbere, eller gøre noget andet. Og hvis vi fokuserer sådan en 'kat' (to overlejrede stråler) på et brintatom, derefter i området mellem bjælkerne, atomet reagerer forskelligt, fordi der er destruktiv interferens, "siger Dmitry Karlovets." Dette fører til en ændring i egenskaberne af de spredte elektroner og kan observeres eksperimentelt. "Således kan ved at fokusere elektronerne på brintatomet kan forskere studere rent kvanteeffekter ved kollision af partikler, der aldrig er blevet observeret i partikelfysik.