Российские физики научились визуализировать квантовые явления

Ученые из Университета ИТМО разработали инновационный метод моделирования сверхбыстрых квантовых процессов, позволяющий визуализировать динамику формирования излучения Вавилова-Черенкова.

Несмотря на то, что это явление, возникающее при движении заряженных частиц в среде со скоростью, превышающей скорость света в этой среде, было открыто почти век назад, его квантово-механическая природа оставалась до конца не изученной.

Российские физики применили новый теоретический подход, основанный на формализме фазового пространства в квантовой теории поля. Этот метод позволяет анализировать движение частиц в пространстве-времени, учитывая средние значения их импульса и энергии. Таким образом, ученые смогли обойти ограничения, накладываемые принципом неопределенности Гейзенберга, который затрудняет одновременное точное измерение координат и скорости квантовых объектов.

В ходе исследования было проведено моделирование процесса возникновения черенковского излучения при прохождении электронов через прозрачную среду. Ученым удалось определить время и расстояние формирования фотонов, длительность вспышки и квантовый сдвиг времени регистрации фотонов детектором, пишет ТАСС.

Эта разработка имеет большой потенциал для применения в различных областях, включая космическую отрасль и биомедицину. Ожидается, что результаты исследования будут использованы при создании нового поколения детекторов элементарных частиц и усовершенствовании медицинских диагностических систем.