Физики из США неожиданно обнаружили, что падающие на поверхность золотой фольги фотоны притягивают свободные электроны, хотя закон сохранения импульса предсказывает другое направление тока. Чтобы получить «правильное» направление тока, ученым пришлось заполнить вакуумную камеру воздухом и облучить фольгу p-поляризованным лучом.

Таким образом, большинство экспериментов по измерению аналогичного потока электронов придется пересмотреть. Статья опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics, препринт работы выложен на arXiv.org.

Закон сохранения импульса распространяется не только на механические столкновения тел, но и на отражение света от полированной поверхности металла. Проще всего смотреть на такое отражение как на механическое столкновение фотонов-частиц с частицами металла, однако аккуратный расчет в рамках классической электродинамики приводит к тому же закону сохранения.

Очевидное следствие этого закона сохранения — это давление луча света, которое может сдвинуть с места тонкую металлическую пластинку. В начале XX века этот эффект исследовали сотни независимых экспериментов, причем одним из первых его проверил русский физик Петр Лебедев. Особенно интересно рассмотреть рассеяние инфракрасных волн на поверхности благородных металлов — золота и серебра. Поскольку проводимость этих металлов почти целиком обусловлена свободными электронами, логично предположить, что эти электроны охотнее всего взаимодействуют со светом, а потом передают полученный импульс всему кристаллу.

Следовательно, в небольшом слое около поверхности проводника должен течь небольшой ток, состоящий из отталкиваемых электронов. При этом из закона сохранения импульса следует, что поток электронов (не путать с электрическим током, который по определению течет в противоположную сторону) направлен перпендикулярно поверхности вдоль падающего луча света. Большинство экспериментов подтверждает это наивное соображение, однако в некоторых опытах направление тока получается обратным.

Группа физиков под руководством Генри Лезека (Henri Lezec) объяснила это противоречие и экспериментально показала, что при более внимательном рассмотрении интуитивное соображение оказывается неверным — падающие лучи света не отталкивают, а притягивают свободные электроны.