А.А.Шпильман ( sah@nursat.kz )

English

Фокусирование волновой функции?

Для нас стало привычным применение линз и зеркал для электромагнитных излучений. Широко используются магнитные и электростатические линзы для фокусирования электронных и ионных пучков.

Но есть еще нечто необычное...

Из квантовой механики мы знаем о волновых свойствах элементарных частиц. Мы знаем о дифракции и интерференции пучков элементарных частиц. Эти волновые эффекты хорошо описываются квантовой механикой, используя понятие волновой функции элементарных частиц.
Но что, если попробовать сфокусировать фазу такой волны в одной произвольной точке, как это показано на рисунке.

В точке P1 помещаем элементарную частицу (например, протон). Волны фазы f волновой функции частицы фокусируются линзой L в точке P2.

Как будет вести себя элементарная частица в точке P1 в такой "оптической" системе?
Будет проявляться туннельный эффект?

Если в точку P2 поместить вторую частицу, то как эти две частицы будут взаимодействовать между собой?
Возможно образование подобия Куперовской пары? Может быть сверхпроводимость связана с наличием в веществе множества микролинз?

Интересные вопросы. Но не менее интересный вопрос - как изготовить такую линзу?

Возможно, следует попробовать применить электростатические линзы, которые используются для фокусирования электронных пучков. Но эти линзы будут влиять на движение изучаемых элементарных частиц, что затруднит поиск новых эффектов.

Заманчиво попробовать использовать безвихревой векторный потенциал, например, от тороидальной электрической катушки (см. также N1/96). Такой векторный потенциал не будет влиять на движение частиц, но будет сдвигать фазу их волновой функции.

df ~ q*A*dl

где

f q A l

- фаза волновой функции; - заряд элементарно частицы; - векторный потенциал; - путь пройденный волной фазы.

Этого вполне достаточно для построения необходимой нам линзы.

Векторно-потенциальная линза будет несимметрична по отношению к направлению распространения волны фазы. Если в одну сторону линза будет фокусирующей, то в противоположном направлении она будет рассеивающей.
Какие эффекты можно ожидать из-за этого свойства?

Линзу легко можно преобразовать в волновод аналогичный оптоволокну.
Какие эффекты можно ожидать из-за этого свойства?

Фазовая скорость волновой функции элементарных частиц может на много превышать скорость света. Кто знает, может данный эксперимент качественно изменит наши средства связи?

А может быть, нам удастся рассмотреть структуру протона?

 

Тематическое содержание

СОДЕРЖАНИЕ