В своих экспериментах команда доктора Офера Кфира и профессора Клауса Роперса освещала маленькие стеклянные сферы с помощью лазера, улавливая свет в так называемом «оптическом режиме шепчущей галереи». Как и в примере с акустикой, световая волна распространяется в этих сферах почти без затухания. Затем в своем электронном микроскопе исследователи пропустили пучок электронов около края сферы.
Измеряя распределение электронов по скоростям, они обнаружили, что электроны и световое поле обменялись большим количеством энергии.
Согласно первому автору Кфиру, сила взаимодействия возникает из двух факторов: «Во-первых, эффект шепчущей галереи позволяет нам сохранять свет и использовать время для создания более сильной волны. Во-вторых, электроны бегут с той же скоростью, что и световая волна по стеклянной сфере.Он объясняет: «Подумайте о серфингисте, который соответствует скорости волны, чтобы наилучшим образом использовать ее энергию.«В ходе исследования физики заметили, что отдельные электроны улавливают или отдают энергию сотен фотонов, элементарных частиц светового поля.
Помимо фундаментального интереса к этому явлению, исследователи полагают, что их выводы имеют большое значение в будущем. «Мы исследуем способы, с помощью которых свет может добавить функциональности электронной микроскопии», – говорит Роперс с физического факультета, руководитель группы и директор Института биофизической химии Макса Планка. "Теперь мы можем использовать свет, чтобы направлять пучок электронов в пространстве и времени. Усиление связи свободных электронов и фотонов может в конечном итоге привести к совершенно новым квантовым технологиям для наноразмерного зондирования и микроскопии. Мы уверены, что настоящая работа – важный шаг в этом направлении."