Физики Университета ИТМО показали, что электронный пучок способен испускать фотоны микроволнового диапазона в области, где магнитное поле полностью отсутствует. Работа опубликована в журнале Physical Review A.
Классическая теория Ландау описывает движение электронов в строго однородном магнитном поле. В реальных устройствах — ускорителях и электронных микроскопах — поле всегда неоднородно: частица входит в него и выходит.
Оказалось, что после выхода из поля волновой фронт электронной волны сохраняет свою поперечную структуру и кривизну — и именно это заставляет электрон продолжать излучать. Новая работа обобщает теорию Ландау, распространяя ее на реальные условия неоднородных полей.
Работа важна прежде всего для фундаментальной физики. Она помогает понять, насколько устойчивы и управляемы структурированные электронные состояния в условиях, близких к реальным лабораторным установкам. Нам удалось описать, как неоднородное поле влияет на жизнь электрона, что делает нас еще на один шаг ближе к реализму. Наша работа — это попытка понять, как на самом деле выглядят квантовые процессы с закрученными частицами внутри настоящей машины: в электронном микроскопе или в ускорителе
Научный сотрудник Игорь Шендерович уточнил, что работа сосредоточена на геометрических эффектах, которые прежде не учитывались в теории.
Практически открытие дает новый инструмент диагностики: по параметрам микроволнового излучения — частоте, направлению и интенсивности — можно определять квантовые состояния электронов и других заряженных частиц прямо в рабочих установках, не нарушая их работу.
Ранее Наука Mail рассказывала об оптическом феномене закрученных вихрей из света, перспективном для создания компактных лазеров.