Dmitry Karlovets, investigador senior de la Facultad de Física de la TSU, y Valery Serbo del Instituto de Matemáticas del SB RAS han demostrado que es posible observar las propiedades de onda de partículas masivas a temperatura ambiente en prácticamente cualquier laboratorio de física moderno; solo es necesario enfocar con precisión el haz de partículas. Los resultados de la investigación teórica fueron publicados en Cartas de revisión física .

Por lo general, las propiedades ondulatorias de las partículas se manifiestan bien en experimentos de física a bajas temperaturas, por ejemplo, en el fenómeno de la superconductividad. Debido a la necesidad de enfriar las partículas, la investigación sobre la naturaleza ondulatoria de la materia ha sido bastante cara. "Encontramos una manera de realizar un experimento en el que las propiedades ondulatorias de las partículas se producen a temperatura ambiente. Para ello, nada necesita ser enfriado, es bueno enfocar el rayo, "explica Dmitry Karlovets.

Según los físicos teóricos, el haz de electrones debe enfocarse en un punto del tamaño de un átomo de hidrógeno. En este caso, los microscopios electrónicos modernos son suficientes, y están ampliamente disponibles en muchos centros científicos, incluyendo TSU.

"Más temprano, Los científicos pensaron que las propiedades ondulatorias de las partículas a temperatura ambiente se manifestarían al enfocarse en la denominada longitud de onda Compton. Por un electrón, esto es alrededor de 10 ^-13 metros. El tamaño del átomo de hidrógeno es tres órdenes de magnitud mayor, 0,5 * 10 ^-10 metros. Esta resolución ya se logró en la Universidad de Amberes en Bélgica, "dice Dmitry Karlovets.

Más lejos, Los físicos han demostrado que las propiedades ondulatorias de las partículas se manifestarán de forma especialmente clara si los electrones se encuentran en estados cuánticos especiales. En óptica cuántica, los científicos pueden crear análogos microscópicos del gato de Schrödinger, un conocido experimento mental sobre un gato en una caja cerrada con veneno. Mientras el gato no sea observado, está en un estado de superposición, en el que está vivo y muerto. Lo mismo ocurre con las ondas:cuando dos haces de electrones se superponen entre sí, pueden interferir, es decir, o se amplifican o se extinguen entre sí. En el área del espacio donde ocurre la interferencia destructiva, la probabilidad de que un electrón tenga una determinada coordenada y la cantidad de movimiento se vuelva negativa. Es una propiedad inexplicable en el lenguaje de la física clásica.

"Si haces brillar un simple rayo sobre un átomo, luego los electrones comienzan a disiparse, absorber, o hacer otra cosa. Y si enfocamos un 'gato' (dos rayos superpuestos) en un átomo de hidrógeno, luego en el área entre las vigas, el átomo reacciona de manera diferente porque hay una interferencia destructiva, ", dice Dmitry Karlovets." Esto conduce a un cambio en las propiedades de los electrones dispersos y se puede observar experimentalmente ". Al enfocar los electrones en el átomo de hidrógeno, los investigadores pueden estudiar los efectos puramente cuánticos en la colisión de partículas que nunca se han observado en la física de partículas.