Някои субатомни частици вероятно се ускоряват сами

Някои субатомни частици може да увеличават своята скорост самопроизволно, без прилагане на външни сили.

До този извод са стигнали физици от Масачузетския технологичен институт (САЩ) и института Технион (Хайфа, Израел) в статия, публикувана в изданието Nature.

Американско-израелският екип се позовава на пресни резултати от анализ на уравнението на Дирак, което описва движението на електроните и други фермиони (субатомни частици с половин спин) – например мюони и неутрино.

Манипулирайки с тяхната вълнова структура (според корпускулярно-вълновия дуализъм всяка елементарна частица се явява едновременно и вълна), може да се предизвикат невероятни на пръв поглед свойства на частиците.

Да се произведе такава манипулация, както следва от теоретичните изчисления, може с помощта на фазоизместващи маски – фотошаблони, изменящи фазата между два интерфериращи потока частици. Правейки това със светлинни вълни, се получават холограми.

Ако се пропусне електрон през фазоизместващата маска с много малък мащаб, той трябва самопроизволно да се ускори почти до светлинна скорост, макар към него да не се прилагат никакви външни сили.

Това противоречи на класическата механика на Нютон, но не противоречи на квантовата механика благодарение на един интересен трик. „Вълновият пакет на електрона не само се ускорява, но и се разширява – обяснява Идо Камине, един от авторите на изследването. – У вълновия пакет сякаш израства „опашка“, насочена назад, така че като цяло моментът на движение остава същият. Допълнителната част на вълновия пакет компенсира ускорението на основната част.“

Всичко това са все още теоретични конструкции, но в Масачузетския технологичен институт възнамеряват скоро да ги проверят на практика с помощта на електронен микроскоп и фазоизместващи маски с резолюция, превишаваща 1000 пъти тази на маските, които сега се използват за създаване на холограми.

Ако експериментите са успешни, това ще бъде първият реално наблюдаван случай на ефект на разширение на времето и свиване на пространството, предсказван още от Айнщайн.

Наскоро стана ясно, че вероятно неутриното се явява тахион, тоест частица, движеща се по-бързо от скоростта на светлината. Тази версия е издигната от проф. Роберт Ерлих, наскоро пенсиониран физик от университета „Джордж Мейсън“ (Вирджиния, САЩ), в статия, приета за публикация в изданието Astroparticle Physics.