¿Cómo se 'dispara un electrón'?

Como matemático, tengo prácticamente cero experiencia y conocimiento de métodos experimentales. Recientemente, al enterarme de algunos experimentos famosos en la historia de la física cuántica, escuché sobre un experimento en Japón (los nombres de las personas involucradas se han ido de mi memoria hace mucho tiempo) que confirmaron la idea de de Broglie de 'ondas de materia', es decir, que la onda -La dualidad de partículas no es solo para fotones.

La idea, según recuerdo, era que los electrones fueran disparados muy lentamente a una placa detectora, pero había un pequeño filamento perpendicular al detector, de modo que bloquearía algunos electrones. Sin embargo, como se predijo, con el tiempo, el patrón en el detector mostró patrones de interferencia que normalmente esperaríamos de las ondas.

Mi pregunta no es sobre la física cuántica detrás de esto, sino sobre los métodos experimentales reales. ¿Cómo se prepara realmente un grupo de electrones en un estado específico y luego cómo se los 'dispara' a todos, desde el mismo punto, uno tras otro? ¿Hay algún tipo de molécula que puedas preparar que arroje electrones cuando la golpeas con otra cosa, o algo como esto?

De manera más general, supongo, ¿hay algún tipo de estudio/referencia para métodos experimentales, o es el tipo de cosas que simplemente aprendes como físico? Por ejemplo, si quiero hacer un experimento pero necesito saber cómo hacer electrones, digamos, en un estado determinado, y dispararlos a una velocidad determinada, y luego preparar algunos fotones en un estado determinado y hacer algo con ellos, etc. ., ¿Volvería a un libro determinado y miraría el capítulo 'Cómo preparar y disparar electrones a varias velocidades y en ciertas cantidades', o miraría hacia atrás en experimentos anteriores, o simplemente miraría mis notas de las conferencias? que seguí durante mis estudios de grado y posgrado sobre métodos experimentales?

Coloquialmente, "hervir" electrones de una superficie, que es otro buen término de búsqueda.
¿Pistola de electrones? practicphysics.org/electron-guns.html
El campo de la física de aceleradores se dedica (entre otras cosas) a descubrir cómo manipular partículas (en su mayoría cargadas) para que estén en un estado determinado. El libro de Martin Reiser es realmente bueno: amazon.com/Theory-Design-Charged-Particle-Beams/dp/3527407413

Respuestas (1)

Los electrones tienen carga y, por lo tanto, su trayectoria y velocidad pueden ser manipuladas por un campo eléctrico.

Un procedimiento estándar para hacer un haz de electrones sería pasar corriente a través de un conductor.
Eventualmente, el conductor se calentará lo suficiente hasta el punto en que los electrones en la superficie tengan suficiente energía para escapar.
Puede alinear este "spray" desorientado de electrones mediante un campo eléctrico externo controlado.