盡管研究人員進(jìn)行了無數(shù)研究以探索光波與束縛電子系統(tǒng)之間的相互作用，但自由電子與光之間的量子相互作用只是最近才成為物理學(xué)界感興趣的話題。通過發(fā)現(xiàn)一種稱為光子誘導(dǎo)的近場(chǎng)電子顯微鏡(PINEM)的技術(shù)，促進(jìn)了自由電子-光相互作用的觀察。

盡管使用PINEM方法進(jìn)行的一些實(shí)驗(yàn)得出了有趣的結(jié)果，但到目前為止觀察到的自由電子光相互作用還很弱。這主要是因?yàn)镻INEM方法收集了局部和近場(chǎng)測(cè)量結(jié)果，而沒有解決自由電子和光之間的速度失配問題，這已知會(huì)限制它們的相互作用強(qiáng)度。

以色列以色列理工學(xué)院的研究人員最近使用他們開發(fā)的混合電子顯微鏡觀察到了自由電子波和光波之間的強(qiáng)相互作用。他們對(duì)相干電子相位匹配的觀察，這也是一種逆切倫科夫相互作用，證明了電子波函數(shù)的性質(zhì)如何改變電子與光的相互作用。

進(jìn)行這項(xiàng)研究的研究人員之一伊多·卡米納(Ido Kaminer)告訴Phys.org：“就我個(gè)人而言，這是一段漫長(zhǎng)的旅程，可以說我從事這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)已有7年了。” “我7年前開始研究車倫科夫效應(yīng)，那時(shí)我搬到麻省理工學(xué)院攻讀博士學(xué)位。那時(shí)，車倫科夫效應(yīng)自1934年首次觀測(cè)以來已有80年的歷史(并于1958年獲得諾貝爾獎(jiǎng)) )。”

切倫科夫效應(yīng)是以物理學(xué)家帕維爾·阿列克西維奇·切倫科夫(Pavel Alekseevic Cherenkov)的名字命名的，他是第一個(gè)觀察到這種現(xiàn)象的物理學(xué)家。電磁輻射。如果粒子在介質(zhì)中傳播的速度快于光速，則其通過透明介質(zhì)時(shí)會(huì)產(chǎn)生短暫的閃光，稱為切倫科夫光。

當(dāng)Kaminer于2013年開始研究切倫科夫效應(yīng)時(shí)，它被認(rèn)為是經(jīng)典效應(yīng)。包括維塔利·金茨堡(Vitaly Ginzburg)和列夫·蘭道(Lev Landau)在內(nèi)的其他物理學(xué)家的工作表明，量子力學(xué)對(duì)這種現(xiàn)象沒有影響。因此，Kaminer在接下來的幾年中收集到的理論發(fā)現(xiàn)引人入勝且令人驚訝，因?yàn)樗鼈儽砻鰿herenkov效應(yīng)實(shí)際上包含由帶電粒子的量子性質(zhì)引起的現(xiàn)象。