Kapitsa-Dirac effekti elektron dalğalarının müvəqqəti təkamülünü göstərmək üçün istifadə olunur.

Bu, elm tarixindəki ən böyük sürprizlərdən biri idi: Təxminən 100 il əvvəl kvant fizikasının ilk günlərində alimlər maddəmizi təşkil edən hissəciklərin həmişə dalğa kimi davrandığını kəşf etdilər. İşıq ikiqat yarığa səpələnə və səpilmə nümunələri yarada bildiyi kimi, elektronlar da müdaxilə effektləri göstərə bilər. 1933-cü ildə iki nəzəriyyəçi Piotr Kapitsa və Paul Dirac sübut etdilər ki, elektron şüası hətta dayanan işıq dalğasından (hissəciklərin xüsusiyyətlərinə görə) difraksiya olunur və dalğa xassələri nəticəsində interferensiya effektləri gözlənilməlidir.

Kapitza-Dirac effekti vizuallaşdırıldı

Frankfurt Höte Universitetinin professoru Reinhard Dörnerin rəhbərlik etdiyi Alman-Çin qrupu, elektronların kvant mexaniki fazası kimi tanınan elektron dalğalarının müvəqqəti təkamülünü belə vizuallaşdırmaq üçün bu Kapitza-Dirak effektindən istifadə etməyi bacardı. Tədqiqatçılar öz nəticələrini “Science” jurnalında təqdim ediblər .

Dörner deyir: “Əslində eksperimental aparatı quran institutumuzun keçmiş doktorantı Alexander Hartunq idi. “O getdikdən sonra, Frankfurt komandasında 4 il işləyən Aleksandr fon Humboldt əməkdaşı olan Kang Lin, zamandan asılı olan Kapitza-Dirak effektini ölçmək üçün ondan istifadə edə bildi.” Bunun üçün nəzəri təsviri daha da inkişaf etdirmək lazım idi, çünki Kapitsa və Dirak o zaman elektron fazanın müvəqqəti təkamülünü xüsusi olaraq nəzərə almamışdılar.

Qabaqcıl Eksperimental Texnikalar

Frankfurt alimləri öz təcrübələrində ilk növbədə ksenon qazına əks istiqamətdən iki ultraqısa lazer zərbəsi vurdular. Krossover nöqtəsində bu femtosaniyə impulsları – bir femtosaniyə saniyənin kvadrilyonda biri (milyarda bir milyonda biri) – saniyənin fraksiyaları üçün ultra güclü işıq sahəsi yaratdı. Bu, ksenon atomlarından elektronları qopardı, yəni onları ionlaşdırdı. Çox qısa müddət sonra fiziklər bu şəkildə sərbəst buraxılan elektronlara ikinci cüt qısa lazer impulsları vurdular ki, bu da mərkəzdə daimi dalğa meydana gətirdi. Bu impulslar bir qədər zəif idi və əlavə ionlaşmaya səbəb olmadı. Bununla belə, onlar indi Frankfurtda hazırlanmış COLTRIMS reaksiya mikroskopunun köməyi ilə müşahidə edilə bilən sərbəst elektronlarla qarşılıqlı əlaqə qura bildilər.