改编自天文学的仪器有助于捕获奇异的量子干涉效应

发表在《物理评论快报》上的一项新研究报道，通过采用伽马射线天文学的技术，一组实验研究人员发现，以前根据原子物理学认为是非极化的X射线跃迁实际上是高度极化的。

当电子与高电荷离子重新结合时，X射线偏振对于测试涉及相对论和量子电动力学效应的基础原子物理学变得很重要。但迄今为止，实验研究人员一直受到这些实验所需的技术困难的挑战。

由电气通信大学激光科学研究所教授Nobuyuki Nakamura领导的研究小组，包括Kavli宇宙物理与数学研究所(Kavli IPMU)教授Tadayuki Takahashi和研究生Yutaka Tsuzuki以及空间和宇宙科学研究所(ISAS/JAXA)副教授Shin Watanabe，成功地结合了两种最先进的仪器和技术来测量高能的极化 高电荷离子捕获高能电子时发射的X射线。

第一个是电子束离子阱东京EBIT，它是世界领先的高电荷离子发生器和电气通信大学拥有的实验仪器之一，第二个是用于高能X射线的Si / CdTe康普顿相机，它主要是在ISAS/JAXA为天文观测而开发的，并为此进行了改进。

Si / CdTe康普顿相机背后的技术最初由高桥领导的团队开发，用于研究高能量黑洞，超新星和星系团释放的宇宙中的X射线和伽马射线，并内置于2016年发射的日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)ASTRO-H卫星中。

高桥一直在寻找一种方法来使该技术适应其他领域。在与Nakamura会面后，高桥开始设计X射线偏振实验，并将Si / CdTe康普顿相机实施到该方法中。

Tsuzuki对康普顿相机进行了很大一部分校准和模拟。

筑波大学副教授童晓敏、应用物理与计算数学研究所杰出研究员高翔、国立聚变科学研究所副教授加藤大司对结果进行了理论分析，结果表明，实验中观察到的意外大极化是量子干涉效应的结果，其中量子力学概率波相互干扰。通常，两个波的初始状态必须相等才能发生干涉，但也揭示了观察到的极化是由具有不同角动量的两个波之间的特殊干涉效应引起的。