«Notre étude possède à la fois une application fondamentale et pratique. Par exemple, il est possible de créer des faisceaux d'électrons et d'autres particules aux caractéristiques préalablement définies et de les utiliser pour analyser la structure des métamatériaux, étudier les particules élémentaires, dans la physique atomique et nucléaire, la cosmologie et d'autres sciences», explique Dmitri Karlovets de l'Université d'État de Tomsk. L'étude de son équipe est publiée dans le magazine Physical Review A.
Comme le rapporte le service de presse de la Fondation russe pour la science, Dmitri Karlovets et ses collègues ont montré que de telles opérations pouvaient être réalisées non seulement avec des particules de lumière, mais également avec des électrons forcés à changer leur «niveau de magnétisation» en manipulant leurs propriétés onde-quantum.
Auparavant, indiquent les scientifiques, les physiciens pensaient qu'il était impossible de réaliser une telle opération — les caractéristiques magnétiques d'un électron dépendant uniquement de la répartition de la charge dans la particule et de la direction de son spin.
En d'autres termes, cette propriété qu'on appelle le moment magnétique dipolaire d'un électron, n'est pas une constante fondamentale mais un paramètre dont les caractéristiques dépendent de la forme de l'onde de la particule.
Dans ce sens, expliquent les chercheurs, l'électron ressemble aux rayons de la tache d'Airy et aux faisceaux de Bessel: ils sont des faisceaux de lumière «enroulés» d'une certaine manière et capables de former une spirale ou de prendre une forme courbée sans lentilles ni autres dispositifs optiques.
En modifiant les propriétés des électrons de cette manière, les chercheurs peuvent créer des faisceaux de particules chargées pouvant être utilisées dans différents calculs quantiques, des mesures de haute précision de différentes propriétés d'atomes uniques, l'analyse des caractéristiques des métamatériaux «impossibles» et à de nombreuses autres fins.
