Subatomare Teilchen könnte sich beschleunigen

In der Schule erfuhren wir alle von Isaac Newton, dass kein Objekt seine Geschwindigkeit ändern kann, es sei denn, eine äußere Kraft auf sie einwirkt. In den meisten Fällen ist er richtig – aber jetzt ein Team von Physikern gezeigt hat, dass die subatomare Teilchen könnte in der Tat beschleunigt sich, ohne überhaupt keine Gewalt angewendet.

Ein Team von Forschern aus MIT und Technion Israel Institute of Technology haben entdeckt, dass einige subatomaren Partikeln induziert werden kann, ganz von selbst, fast auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigen. Der Befund ist das Ergebnis einer theoretischen Analyse, keine Experimente, aber wenn du es richtig, dass es die Art und Weise ändern könnten wir denken über die Bewegung der Elementarteilchen.

Das Ergebnis basiert auf frischen Analyse der Dirac-Gleichungen, die die relativistische Verhalten der Elementarteilchen wie Elektronen, im Hinblick auf eine Wellenstruktur beschreiben. Durch das Hantieren mit diesem Wellenstruktur – selbst eine Besonderheit der Quantenmechanik, das Ergebnis der Teilchen verhalten können, als wären sie Wellen – das Team hat gezeigt, dass es möglich ist, Elektronen mit ungewöhnlichen und eingängig Eigenschaften verleihen.

Diese Eigenschaften könnte den Forschern zufolge aufgezwungen werden die Partikel mit so genannten Phase-Maske – verwendet, um Hologramme zu schaffen, indem man nützliche Störungen – aber in einem (sehr) kleinen Maßstab. Wenn möglich, ihre Modelle zeigen eine der neuen Partikel Eigenschaften die Fähigkeit, "selbst beschleunigen" wäre, wäre, ist in einer Weise zu unterscheiden von wie ein Elektron in einem Magnetfeld Verhalten würde.

Aber hier ist die Art-der-Vorbehalt, die haben Sie Ben warten. Das Teilchen würde nicht tatsächlich verletzen die Gesetze der Physik, weil tatsächlich die Wirkung auch die Partikel in der Größe zu erweitern sehen, wie es bewegt. IDO Kamine, einer der Forscher an den Arbeiten beteiligt macht einen guten Job zu erklären, wie dies geschieht:

"Das Elektron Wellenpaket ist nicht nur beschleunigt, es baut auch." So gibt es ein Teil davon, der ausgleicht. Es wird als das Heck des Wellenpakets bezeichnet, und es geht nach hinten, so dass die gesamte Dynamik konserviert werden. Es ist ein weiterer Teil des Wellenpakets, die Zahlen den Preis für den Hauptteil Beschleunigung."

In der Tat, erweist dies sich als ein (potenzieller) realen Beispiel Einsteins Dilatation der Zeit und Kontraktion des Raum-Effekte beobachtet, wenn Lichtgeschwindigkeit nähert sich. Das ist toll und alle, aber natürlich stellt sich die Frage: bekommen wir jemals tatsächlich sehen, es geschehen?

Vielleicht wie man erwarten würde, ist der nächste Schritt für die Forscher, die Theorie in die Praxis umzusetzen. Arbeiten am MIT, das Team ist mit einem Elektronenmikroskop ausgestattet mit einer speziell entwickelten Phase Maske, dass produziert 1.000 Mal höheren Auflösung als die modernen Hologramme erstellt. Damit können sie möglicherweise nur ein Elektron zu beschleunigen – ohne irgendetwas dazu zu tun. [Nature Physics]

Bild zeigt die räumliche Verteilung der Ladung für eine beschleunigte Wellenpaket, Vertreter eines Elektrons, berechneten die Forscher. Helle Farben entsprechen hohen Ladung Stufen.