Согласно Стандартной модели физики элементарных частиц, электрон, подчиняющийся уравнению Дирака, даже в состоянии полного покоя испытывает Zitterbewegung — сверхбыстрое дрожание с амплитудой порядка триллионных долей миллиметра. Это явление можно представить как колебание волчка, вращающегося на невидимой оси. Почти столетие прямое наблюдение оставалось невозможным: масштаб дрожания в тысячи раз меньше размера атомного ядра.

Теперь исследователи предложили метод, позволяющий «раздуть» Zitterbewegung до регистрируемых величин. Пропуская электроны через специальную «линзу», пучок закручивают в вихрь — аналогично тому, как вода образует воронку при сливе, — и смешивают в нём два состояния: с положительной и отрицательной энергией. Отрицательная энергия не математический трюк, а предсказанная Полем Дираком возможность: на кратчайшие мгновения электрон может переходить в состояние позитрона, своей античастицы, и этот переход раскачивает частицу. Два состояния интерферируют подобно волнам, усиливающим друг друга, и результирующее колебание становится доступным для детекторов.

Если приборы зарегистрируют дрожание, мы получим прямое экспериментальное свидетельство глубинной связи квантовой механики с предельной скоростью распространения взаимодействий во Вселенной. Кроме того, вихревые электроны откроют возможность зондирования кривизны пространства-времени на микроскопических масштабах.