ТАСС, 19 мая. Ученый из Томского государственного университета Дмитрий Карловец математически доказал, что современные ускорители частиц можно использовать, чтобы одновременно ускорять заряженные частицы до сверхвысоких энергий и "закручивать" их. Результаты исследования опубликовал New Journal of Physics, кратко об этом пишет пресс-служба Российского научного фонда.
"Эксперименты с "закрученными" частицами на высоких энергиях могут привести к формированию нового научного направления на стыке физики частиц, физики ускорителей и квантовой оптики. Моя задача – убедить экспериментаторов в том, что практическое применение предложенной схемы может дать интересные и очень перспективные результаты", – рассказал Карловец.
В частности, опыты с подобными частицами помогут впервые проследить, как электроны проявляют свои волновые свойства при сверхвысоких энергиях. Кроме того, они приблизят физиков к разрешению одной из самых больших загадок микромира – почему свойства кварков внутри протонов почти не влияют на скорость его вращения вокруг собственной оси.
По словам автора работы, современные ускорители частиц, в том числе Большой адронный коллайдер, не очень хорошо подходят для решения этих задач, так как они не могут одновременно разгонять частицы до сверхвысоких энергий и при этом заставлять их вращаться вокруг оси движения, превращаясь в некое квантовое подобие воронки.
"Техническая сложность заключалась в том, что частицы сначала нужно "закручивать", а потом разгонять до высоких энергий. Возникал вопрос, сохраняется ли их необычное квантовое состояние при таком ускорении? Выяснилось, что если пучок ускорять и фокусировать стандартными методами, которые используются в ускорителях, "закрученное" состояние оказывается устойчивым, и частицы не теряют волновых свойств", – отметил Карловец.
Подобным образом, как выяснил исследователь, можно разгонять и закручивать не только электроны, но и более тяжелые частицы, в том числе протоны и ионы. Опыты с ними помогут ученым детально изучить структуру составных частиц, к числу которых относится большинство объектов микромира. Эти исследования, по словам Карловца, можно уже сейчас провести на БАК и прочих ускорителях частиц, минимально модифицировав их устройство. Это делает подобные опыты особенно привлекательными для реализации в ходе последующих циклов обновления этих установок.
