ТАСС: Позволяющие «увидеть» квантовое излучение вычисления проводят в ИТМО

Опубликовано
27 мая 2025 года

Ученые из Университета ИТМО разработали инновационный теоретический подход, позволяющий моделировать и наглядно представлять сверхбыстрые квантовые процессы, включая механизм излучения фотонов при «сверхсветовом» движении частиц. Об этом сообщила пресс-служба вуза.

Речь идет о более глубоком понимании природы излучения Вавилова—Черенкова — яркого светового эффекта, возникающего при прохождении заряженных частиц через прозрачную среду с превышением фазы скорости света в ней. Несмотря на то, что это явление известно с 1930-х годов и активно применяется в научной и прикладной практике, квантовая динамика его возникновения до сих пор не была полноценно изучена ни теоретически, ни экспериментально.

«Наша модель впервые позволила проанализировать квантовое формирование черенковского излучения в реальном пространственно-временном континууме», — подчеркнул ведущий научный сотрудник Нового физтеха ИТМО Дмитрий Карловец.

Главным препятствием в изучении подобных явлений долгое время оставалась невозможность точного одновременного измерения положения и скорости частиц — фундаментальное ограничение квантовой физики. Это затрудняло визуализацию и анализ таких процессов вблизи зоны их возникновения.

Разработанный подход основывается на применении формализма фазового пространства в квантовой теории поля. Он позволяет описывать поведение частиц, исходя из их средних характеристик — энергии, импульса и координат в заданный момент времени. Такой метод даёт возможность более точно просчитать распределение энергии, излучаемой заряженной частицей, и смоделировать развитие событий на временной шкале.

Используя новый подход, исследователи смоделировали формирование черенковского излучения при прохождении электронного пучка через прозрачную среду. В ходе расчётов им удалось определить точное время, за которое возникает вспышка излучения, длительность этого эффекта, а также квантовый сдвиг времени прихода фотонов к детектору.

Полученные данные могут стать основой для разработки более чувствительных детекторов, применяемых как в космической индустрии, так и в медицине. Проект реализован при поддержке Российского научного фонда.

Рубрики:
Новости и Образование Автор: Наталья Зайцева