Учёный ТГУ рассчитал оптическую схему для наблюдения волнового пакета электрона
Иван Акимов из Томского государственного университета теоретически обосновал прибор на основе интерферометра Маха — Цендера, который может показать форму электронного пакета, не разрушая его.
Молодой учёный Томского государственного университета (ТГУ) Иван Акимов математически рассчитал модель оптического прибора, способного фиксировать волновые эффекты, которые раньше было трудно уловить. Работа отмечена дипломом победителя всероссийского конкурса исследовательских работ «Наука будущего – наука молодых». В физике элементарные частицы часто упрощённо представляют как бесконечные плоские волны, тогда как реальная форма частицы — «волновой пакет».
Большинство экспериментов в физике высоких энергий изучает некогерентное рассеяние: интересуют частицы, вылетевшие под углом, а сведения о частицах, прошедших без взаимодействия, теряются. Теоретические расчёты последних лет показали, что при когерентном рассеянии света на электроне волновой пакет ведёт себя как необычная оптическая среда. В этом участвуют плазмон-поляритоны — гибридные квазичастицы из фотонов и коллективных колебаний электронного пакета.
Схема основана на классическом интерферометре Маха — Цендера. Лазерный луч светоделителем делится на два равных плеча: один идёт по пустому маршруту, второй проходит через область, где летит волновой пакет. Если бы электрон был точкой, свет прошёл бы почти без изменений. Из-за дисперсии пакета световая волна во втором плече замедляется и меняет свойства. На экране возникает интерференционный узор из светлых и тёмных полос; по его рисунку и смещению можно восстановить профиль и форму пакета, не разрушая его. Акимов решил уравнения Максвелла для граничных условий интерферометра и вывел формулы распределения энергии света на детекторе в зависимости от формы электронного пакета и параметров лазера.
По словам источника, результаты имеют и фундаментальное, и прикладное значение. Декан физического факультета ТГУ Сергей Филимонов говорит:
Наряду с этим разработанная модель может послужить основой для создания ультраточных диагностических комплексов нового поколения. Они позволят измерять и контролировать параметры пучков на ускорителях «на лету» – без их разрушения.
Исследование выполнено при поддержке федеральной программы «Приоритет 2030» в рамках проекта «Когерентные процессы с волновыми пакетами в КЭД».
Комментарии
Пока никто не написал. Будьте первым.