L'effetto di Kapitza-Dirac è la diffrazione di un fascio di particelle, elettroni
in particolare, da un'onda di luce stazionaria. è stato previsto in 1933 da
una coppia di premi Nobel, il russo Peter Kapitza (1894-1984) e l'inglese
P.a.m. Dirac (1902-84), ma la tecnologia necessaria per dimostrarlo non esisteva
a quei tempi.
Solo ora, l'11 aprile 2001, anni dopo la scoperta del laser è stato
possibile effettuare un esperimento per dimostrare la correttezza di quanto
ipotizzato dai due fisici. Per effettuare l'esperimento si deve disporre di
un fascio materiale ben collimato e ortogonalmente a detto fascio, ad una
certa distanza, un'onda elettromagnetica stazionaria. Batelaan e il suo staff
hanno ripetuto quell'esperimento in aprile, usando un fascio elettronico anziché
un raggio di luce e sostituendo al rericolo un fascio laser per emulare lo
stesso reticolo.. Hanno visto che gli elettroni venivano diffratti dal laser,
come Kapitza e Dirac avevano predetto 68 anni fa.
In questo esperimento si invertono i ruoli del fascio incidente e del reticolo
di diffrazione.
Il fascio incidente è costituito da elettroni ben collimati e il reticolo
di diffrazione dai nodi dell'onda stazionaria prodotta da un raggio laser
riflesso indefinitivamente da due superfici riflettenti.
Un pennello materiale (non necessariamente elettroni, anche per es. di sodio o di neon) che fuoriesce da un opportuno "forno" viene collimato da successive fenditure e fatto incidere sull'insieme di onde elettromagnetiche stazionarie prodotte da un Laser e riflesse da uno specchio. Un rivelatore mobile misura l'intensità del pennello materiale che ha attraversato le onde stazionarie.
Il risultato della misura è dato dalla figura seguente:
