Российский физик придумал, как разгонять "закрученные" частицы до сверхвысоких энергий

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.