Фотон повел себя как частица при взаимодействии с электроном

Пятница, 1 октября 2021 г.

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e

01.10.2021, 09:58 Израильские ученые впервые показали, как фотон взаимодействует с электроном, проявляя при этом свойства частицы, а не волны. Результаты работы могут иметь важное значение для будущих исследований, посвященных изучению фотонов и их взаимодействия со свободными электронами. SimplySci Animations

Обычно свет ведет себя как волна при взаимодействии со свободными электронами, но ученым удалось сделать так, чтобы фотоны вели себя как частицы

В течение нескольких десятилетий физикам было известно, что свет можно описать одновременно как волну и частицу. Этот так называемый корпускулярно-волновой дуализм света обусловлен классической и квантовой природой электромагнитных возбуждений — процессов, посредством которых создаются электромагнитные поля. До сих пор во всех экспериментах, в которых свет взаимодействует со свободными электронами, он описывался как волна.

Однако исследователи из Израильского технологического института Технион смогли показать на практике существование нового типа взаимодействия свободных электронов с фотонами, в котором последние проявляют свойства частиц. Экспериментальное исследование основывалось на двух теоретических исследованиях, проведенных за два года до этого. Работы предсказывали существование такого взаимодействия, и тогда физики начали поиск системы, в которой они смогли бы экспериментально проверить это. 

Для этого ученым понадобились два компонента: устройство, которое бы обеспечило наилучшее электрон-фотонное взаимодействие, и генератор фотонов, создающий максимально интенсивное излучение. Обратившись за помощью к коллегам, физики смогли разработать метод, позволяющий увеличить эффективность взаимодействия частиц в сто раз по сравнению со всеми предыдущими экспериментами.

Объединив различные элементы и проведя очень сложный эксперимент с использованием сверхбыстрого просвечивающего электронного микроскопа, ученые смогли достичь основной цели: они продемонстрировали первое взаимодействие между свободным электроном и светом с различными квантовыми свойствами. Авторы наблюдали, как меняется энергетический спектр электронов в ответ на взаимодействие с фотонами. Изменение статистики, которое они наблюдали, варьировалось в зависимости от интенсивности накачки лазера в оптическом усилителе.

Результаты работы исследователей доказывают, что можно временно формировать электроны с помощью света с непрерывной волной (CW). Этот результат может позволить интегрировать кремниевые фотонные чипы в электронные микроскопы, чтобы расширить возможности этого метода — например, снизить временное разрешение до диапазона в несколько аттосекунд без ущерба для пространственного разрешения.

Статья об открытии опубликована в журнале Science.

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e


Просмотров: 155
Рубрика: Hi-Tech
(CY)

Архив новостей / Экспорт новостей

Ещё новости по теме:

RosInvest.Com не несет ответственности за опубликованные материалы и комментарии пользователей. Возрастной цензор 16+.

Ответственность за высказанные, размещённую информацию и оценки, в рамках проекта RosInvest.Com, лежит полностью на лицах опубликовавших эти материалы. Использование материалов, допускается со ссылкой на сайт RosInvest.Com.

Skype: rosinvest.com (Русский, English, Zhōng wén).

Архивы новостей за: 2018, 2017, 2016, 2015, 2014, 2013, 2012, 2011, 2010, 2009, 2008, 2007, 2006, 2005, 2004, 2003

Май 2004: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31