Theoretische Berechnungen sagen den Effekt der Selbstbeschleunigung von Elementarteilchen voraus


    Räumliche Verteilung eines beschleunigenden Wellenpakets eines Elektrons. Je heller der Bereich, desto stärker die Ladung.

    Theoretische Berechnungen von Physikern haben die Möglichkeit aufgezeigt, Elementarteilchen die Eigenschaft der Selbstbeschleunigung zu verleihen, wenn sie die Bewegungsgeschwindigkeit ohne Beteiligung eines elektromagnetischen Feldes erhöhen. Eine solche unerwartete Studie wurde gemeinsam von Wissenschaftlern des MIT und des Israeli Institute of Technion durchgeführt.

    Beeilen Sie sich jedoch nicht, Physiklehrbücher wegzuwerfen - in diesem Fall werden keine bekannten Gesetze verletzt. Berechnungen zufolge wird beim Anwenden von Phasenverschiebungsmasken auf ein Elementarteilchen der Hauptteil seines Wellenpakets beschleunigt, aber das gesamte Paket wird im Raum verlängert, um diese Beschleunigung zu kompensieren. Wissenschaftler kamen dazu, indem sie eine neue Reihe von Lösungen der Dirac-Gleichungen einführten, die das relativistische Verhalten der Wellenstrukturen von Elementarteilchen beschreiben. Manipulationen mit dieser Struktur können nach Berechnungen zu solchen kontraintuitiven Ergebnissen führen.



    Der Leiter der Forscher, Ido Kaminer, erzählt: „Das Elektron nimmt Fahrt auf und bewegt sich immer schneller. Es sieht unmöglich aus. Niemand erwartete, dass die Physik dies zulassen würde. Das Wellenpaket des Elektrons wird jedoch nicht nur beschleunigt, es nimmt auch räumlich zu, sodass ein Teil davon die Beschleunigung kompensiert. Das Ende des Pakets erstreckt sich nach hinten, sodass der Gesamtimpuls erhalten bleibt. “

    Diese automatische Beschleunigung ist mit der Relativitätstheorie verbunden, bei der bei Bewegungen mit Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit die Zeit verlangsamt und der Raum komprimiert wird. Wenn dieser Effekt beispielsweise auf kurzlebige Elementarteilchen angewendet werden kann, haben Wissenschaftler mehr Zeit, diese zu untersuchen. Kaminer argumentiert, dass es bereits möglich ist, alle diese Berechnungen experimentell zu verifizieren, und das Team hat bereits begonnen, eine solche Prüfung vorzubereiten.

    In den Experimenten wird ein Elektronenmikroskop verwendet, das mit einer Phasenverschiebungsmaske ausgestattet ist, deren Auflösung um drei Größenordnungen höher ist als die zur Erzeugung von Hologrammen verwendeten. Laut Kaminer ist dies die genaueste der bekannten Methoden zur Beeinflussung der elektronischen Welle.

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