Учёные из Университета ИТМО впервые доказали, что «закрученные» электроны — частицы, создающие не просто вращение, а квантовый водоворот — можно разгонять до скоростей, близких к световым, без потери их уникальных свойств. Это открывает дорогу к новым экспериментам в микроскопии и физике высоких энергий, сообщили в Российском научном фонде.

Раньше такие частицы использовали только в электронных микроскопах для изучения магнитных материалов. Разогнать их в ускорителях не удавалось: они теряли «закрученность». Физики ИТМО предложили математическую модель, которая объясняет, как этого избежать.

Исследователи рассмотрели два главных риска. Первый — потеря энергии через излучение фотонов. Оказалось, что вместе с энергией «закрученность» почти не уходит. Второй — влияние магнитного момента частицы (крошечной «стрелки компаса») на её движение. Здесь расчёты показали: у закрученных электронов «сбои» начинаются при энергиях в 147 раз меньших, чем у обычных.

Чтобы обойти эту проблему, авторы предлагают два решения: использовать линейные ускорители вместо кольцевых или применить «сибирские змейки» — устройства, разработанные в Институте ядерной физики СО РАН, которые периодически корректируют магнитный момент частицы.

Наши расчеты позволили детально проанализировать различные механизмы потери закрученности и предложить методы ее сохранения при значительном увеличении энергии частицы. В дальнейшем нам предстоит проверить правильность сделанных выводов в экспериментах на ускорителях.
Дмитрий Карловец,  доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Нового физтеха Университета ИТМО

Читайте ещё материалы по теме:

Не пропускайте наши новостиДобавьте сайт в предпочитаемые источники, чтобы видеть нас чащеДобавить в Google

Сейчас на главной

Льготникам могут разрешить платить транспортный налог только за «лишние» лошадиные силы

Льготникам могут разрешить платить транспортный налог только за «лишние» лошадиные силы

Если мощность машины превышает установленный регионом лимит, сумму предлагают начислять не на весь двигатель, а только на превышение