一种不带外力的自我推进的亚原子颗粒的方法

该图像显示了加速波包的电荷空间分布，代表电子，通过该团队方法计算。最亮的颜色代表最高的充电水平。通过传统电磁场产生的加速度，该工作预测的粒子的自加速度是难以区分的。

利用用于弯曲光线的方法的新变化，物理学家团队揭示了可以诱导亚杀菌颗粒，而不会在没有任何外力的情况下加速。

自Isaac Newton的时间以来，一些物理原则被认为是不可变的：光始终以直线行进。除非一些外部力量作用，否则没有物理对象可以改变其速度。

不是那么快，新一代物理学家说：虽然潜在的物理法律没有改变，但“欺骗”那些允许似乎不可能行动的“欺骗”法律的新方法已经开始出现。例如，2007年开始的工作证明，在特殊条件下，可以沿着弯曲的轨迹移动光 - 一个已经开始找到一些实际应用的发现。

现在，在用于弯曲光线的方法的新变化中，麻省理工学院和以色列技术的物理学家发现，可以诱导亚杀菌颗粒以自身加速，几乎达到光速，而不应用任何外力。同样的基础原则也可用于延长一些不稳定同位素的寿命，也许在基本粒子物理学中开放新的研究途径。

基于理论分析的调查结果于MIT Postdoc IDO Kaminer和Techion的四位同事发表在“自然物理学”。

新发现基于一组名为DIRAC方程的一组基本量子物理原理的一组新颖的解决方案;这些描述了基础粒子的相对论行为，例如电子，例如电子。（在量子力学中，波和颗粒被认为是相同物理现象的两个方面）。通过操纵波浪结构，团队发现，应该可以使电子以不寻常和违反直觉的方式行事。

意外的行为

可以使用特殊设计的阶段掩模来实现这种波的操纵 - 类似于用于创建全息图的相似，但是以更小的规模。曾经创造的粒子“自我加速”，研究人员说，这种方式，如果被电磁场推动，它们就会无法区分。

“电子正在获得速度，越来越快，更快，”Kaminer说。“看起来不可能。你不希望物理学允许这种情况发生。“

事实证明，这种自我加速实际上并没有违反任何物理规律 - 例如势力保护 - 因为同时颗粒加速，它也在空间沿相反方向散布。

“电子的波浪包不仅加速，它也在扩大，”Kaminer说，“所以它有一些补偿。它被称为波浪包的尾巴，它将向后，因此将节省总势头。Wave Packet的另一部分是主要部分加速的价格。“

事实证明，根据进一步的分析，这种自我加速会产生与相对论理论相关的效果：它是空间的时间和收缩的扩张的变化，当物体移动接近光速时，艾伯特爱因斯坦预测的效果。这一例子是爱因斯坦着名的双悖论，其中一个双胞胎在火箭队以高速行驶的双胞胎比另一个残留在地球上的双胞胎更慢。

延伸寿命

在这种情况下，可以将时间扩张施加到自然衰减并且具有非常短的寿命的亚杀灭颗粒上 - 导致这些颗粒持续比通常更长的时间。

Kaminer建议，这可以使这些粒子更容易研究这样的颗粒，使它们保持较长。“也许你可以测量你不能做出的粒子物理学的影响，”他说。

此外，它可能会引起可能揭示物理学的新的，意外方面的那些粒子的行为的差异。“你可以获得不同的财产 - 不仅适用于电子，而且对于其他粒子也是如此，”Kaminer说。

现在，基于理论计算预测这些效果，Kaminer表示应该可以证明实验室实验中的现象。他开始与MIT Physics教授MarinSoljačić在设计上的设计中的工作。

实验将利用具有专门设计的相位掩模的电子显微镜，其分辨率高出1,000倍，而不是用于全息术的倍率。“这是影响电子领域的最精确的方式，”Kaminer说。

虽然这是如此早期作品，但很难预测它最终可能拥有的实际应用，Kaminer表示这种加速电子的不寻常方式可能证明具有实际用途，例如用于医学成像。

“近年来，对自我加速和形状保持梁的研究变得非常活跃，具有不同类型的光学，等离子体和电子束，以及在不同媒体中的传播研究，”电气教授Ady Arie说Tel Aviv大学的工程，并没有参与这项研究。“作者提供了描述了描述相对论粒子的波传播的DIRAC方程的形状保存解决方案，这在最先前的大部分作品中未被考虑在内。”

ARIE补充说，“也许最有趣的结果是使用这些粒子来展示着名的特殊相对性的着名Twin Paradox的模拟：作者表明，在沿着弯曲的轨迹和其“双胞胎”颗粒保持静止的自我加速粒子之间发生时间扩张。

除了作为纸张的领先作者的Kaminer之外，研究团队还包括Jonathan Nemirovsky，Michael Rechtsman，Rivka Bekenstein和Mordecai Segev，所有的技术。该工作得到了以色列研究卓越中心，美国 - 以色列队科学基金会，以及欧洲委员会的玛丽居里授予。

出版物：IDO KAMINER等，“自我加速的DIRAC颗粒，延长相对论的费米氏物的寿命，”自然物理学（2015）; DOI：10.1038 / nphys3196

图像：由研究人员礼貌