Científicos de la Universidad ITMO han demostrado por primera vez que los electrones "retorcidos" (partículas que crean no solo rotación, sino también un remolino cuántico) pueden acelerarse a velocidades cercanas a la de la luz sin perder sus propiedades únicas. Esto abre el camino a nuevos experimentos en microscopía y física de altas energías, según informó la Fundación Científica Rusa.
Anteriormente, estas partículas solo se utilizaban en microscopios electrónicos para estudiar materiales magnéticos. No se podían acelerar en aceleradores: perdían su "torsión". Los físicos de ITMO propusieron un modelo matemático que explica cómo evitar esto.
Los investigadores consideraron dos riesgos principales. El primero es la pérdida de energía a través de la emisión de fotones. Resultó que la "torsión" apenas se pierde junto con la energía. El segundo es la influencia del momento magnético de la partícula (una pequeña "aguja de brújula") en su movimiento. Aquí, los cálculos mostraron que en los electrones retorcidos los "fallos" comienzan a energías 147 veces menores que en los electrones ordinarios.
Para evitar este problema, los autores proponen dos soluciones: utilizar aceleradores lineales en lugar de aceleradores circulares o aplicar "serpientes siberianas", dispositivos desarrollados en el Instituto de Física Nuclear SB RAS, que corrigen periódicamente el momento magnético de la partícula.
Nuestros cálculos nos permitieron analizar en detalle varios mecanismos de pérdida de torsión y proponer métodos para su conservación con un aumento significativo de la energía de la partícula. En el futuro, tendremos que verificar la exactitud de las conclusiones extraídas en experimentos en aceleradores.
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