Российские учёные смогли превратить квантовую физику в нечто большее

Физики из Университета ИТМО (Санкт-Петербург) разработали новый теоретический подход, позволяющий моделировать и визуализировать ультрабыстрые квантовые явления, связанные с излучением фотонов частицами. Одним из ключевых результатов стало уточнение механизма образования излучения Вавилова-Черенкова, возникающего при сверхсветовом движении частиц в прозрачных средах. Об этом сообщает пресс-служба университета.

По словам Дмитрия Карловца, ведущего научного сотрудника Нового физтеха ИТМО, это первое теоретическое описание формирования черенковского излучения в реальном пространстве-времени на квантовом уровне:

"Хотя излучение Вавилова-Черенкова активно применяется на практике с 1930-х годов, его квантовая динамика оставалась неизученной. Наша модель впервые позволила это сделать."

Одна из главных трудностей в изучении квантовых процессов — невозможность точно измерить одновременно координату и скорость частицы. Это мешает проводить эксперименты и создавать наглядные модели для понимания динамики квантовых явлений. Особенно затруднены наблюдения вблизи области, где непосредственно происходит процесс.

Учёные предложили метод, основанный на формализме фазового пространства в квантовой теории поля — одном из современных инструментов для описания поведения элементарных частиц. Этот подход позволяет обходить ограничения традиционной квантовой механики и анализировать поведение частиц с учётом временной и пространственной структуры.

Разработка была выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда и открывает новые перспективы в исследовании квантовых взаимодействий, в том числе для ускорителей частиц, ядерной физики и квантовой оптики.