电子波与光波之间的相位匹配的首次演示

尽管研究人员进行了无数研究以探索光波与束缚电子系统之间的相互作用，但自由电子与光之间的量子相互作用只是最近才成为物理学界感兴趣的话题。通过发现一种称为光子诱导的近场电子显微镜(PINEM)的技术，促进了自由电子-光相互作用的观察。

尽管使用PINEM方法进行的一些实验得出了有趣的结果，但到目前为止观察到的自由电子光相互作用还很弱。这主要是因为PINEM方法收集了局部和近场测量结果，而没有解决自由电子和光之间的速度失配问题，这已知会限制它们的相互作用强度。

以色列以色列理工学院的研究人员最近使用他们开发的混合电子显微镜观察到了自由电子波和光波之间的强相互作用。他们对相干电子相位匹配的观察，这也是一种逆切伦科夫相互作用，证明了电子波函数的性质如何改变电子与光的相互作用。

进行这项研究的研究人员之一伊多·卡米纳(Ido Kaminer)告诉Phys.org：“就我个人而言，这是一段漫长的旅程，可以说我从事这项实验已有7年了。” “我7年前开始研究车伦科夫效应，那时我搬到麻省理工学院攻读博士学位。那时，车伦科夫效应自1934年首次观测以来已有80年的历史(并于1958年获得诺贝尔奖) )。”

切伦科夫效应是以物理学家帕维尔·阿列克西维奇·切伦科夫(Pavel Alekseevic Cherenkov)的名字命名的，他是第一个观察到这种现象的物理学家。电磁辐射。如果粒子在介质中传播的速度快于光速，则其通过透明介质时会产生短暂的闪光，称为切伦科夫光。

当Kaminer于2013年开始研究切伦科夫效应时，它被认为是经典效应。包括维塔利·金茨堡(Vitaly Ginzburg)和列夫·兰道(Lev Landau)在内的其他物理学家的工作表明，量子力学对这种现象没有影响。因此，Kaminer在接下来的几年中收集到的理论发现引人入胜且令人惊讶，因为它们表明Cherenkov效应实际上包含由带电粒子的量子性质引起的现象。