Dmitri Karlovets, chercheur principal à la faculté de physique de TSU, et Valery Serbo de l'Institut de Mathématiques du SB RAS ont montré qu'il est possible d'observer les propriétés ondulatoires des particules massives à température ambiante dans pratiquement n'importe quel laboratoire de physique moderne – il suffit de focaliser précisément le faisceau de particules. Les résultats de la recherche théorique ont été publiés dans Lettres d'examen physique .

Habituellement, les propriétés ondulatoires des particules sont bien mises en évidence dans les expériences de physique à basse température, par exemple, dans le phénomène de la supraconductivité. En raison de la nécessité de refroidir les particules, la recherche sur la nature ondulatoire de la matière a été assez coûteuse. "Nous avons trouvé un moyen de réaliser une expérience dans laquelle les propriétés ondulatoires des particules se produisent à température ambiante. Pour cela, rien n'a besoin d'être refroidi, c'est juste bien de focaliser le faisceau, " explique Dmitry Karlovets.

Selon les physiciens théoriciens, le faisceau d'électrons doit être focalisé sur un point de la taille d'un atome d'hydrogène. Dans ce cas, les microscopes électroniques modernes suffisent, et sont largement disponibles dans de nombreux centres scientifiques, y compris TSU.

"Plus tôt, les scientifiques pensaient que les propriétés ondulatoires des particules à température ambiante se manifesteraient lors de la focalisation dans la longueur d'onde dite de Compton. Pour un électron, c'est environ 10 ^-13 mètres. La taille de l'atome d'hydrogène est supérieure de trois ordres de grandeur, 0,5 * 10 ^-dix mètres. Cette résolution a déjà été réalisée à l'Université d'Anvers en Belgique, " dit Dmitri Karlovets.

Plus loin, les physiciens ont montré que les propriétés ondulatoires des particules se manifesteront particulièrement clairement si les électrons sont dans des états quantiques particuliers. En optique quantique, les scientifiques sont capables de créer des analogues microscopiques du chat de Schrödinger, une expérience mentale bien connue sur un chat dans une boîte fermée avec du poison. Pendant que le chat n'est pas observé, il est en état de superposition, où il est à la fois vivant et mort. Il en est ainsi des ondes :lorsque deux faisceaux d'électrons se superposent, ils peuvent interférer, C'est, s'amplifient ou s'éteignent mutuellement. Dans la zone de l'espace où se produisent des interférences destructrices, la probabilité pour un électron d'avoir une certaine coordonnée et une certaine quantité de mouvement devient négative. C'est une propriété inexplicable dans le langage de la physique classique.

"Si vous projetez un simple faisceau sur un atome, puis les électrons commencent à se dissiper, absorber, ou faire autre chose. Et si nous focalisons un tel « chat » (deux faisceaux superposés) sur un atome d'hydrogène, puis dans la zone entre les poutres, l'atome réagit différemment car il y a des interférences destructrices, " explique Dmitry Karlovets. " Cela entraîne une modification des propriétés des électrons diffusés et peut être observé expérimentalement. " Ainsi, concentrer les électrons sur l'atome d'hydrogène permet aux chercheurs d'étudier des effets purement quantiques dans la collision de particules qui n'ont jamais été observés en physique des particules.