Учени от Института за ядрена физика "Макс Планк" са използвали специална
Като заредена частица със спин, всеки електронима магнитен момент, обясняват учените. Той, като стрелка на компас, е ориентиран в магнитно поле. Силата на този магнитен момент се определя от g фактора. Количествената оценка на този параметър за свободен електрон се предвижда с изключителна точност от квантовата електродинамика.
Магнитният момент на електрона се променя веднага щомтой престава да бъде "свободна" частица, влизайки във взаимодействия с околната среда, например с атомното ядро. Малките промени в g-фактора, които възникват по време на взаимодействието, могат да бъдат изчислени въз основа на квантовата електродинамика. Резултатите от експеримента потвърдиха теоретичните изчисления.
Схема на експеримента. Източник: Max-Planck-Institut für Kernphysik Heidelberg
В работата си физиците са използвали два изотопанеон: атоми с 12 и 10 неутрона. Ограниченията на предишните експерименти бяха свързани с флуктуации на магнитното поле: различни ефекти на външно магнитно поле върху различни атоми водят до намаляване на точността на измерване.
За да заобиколите това ограничение, в новата работаизследователите поставили два атома едновременно в едно и също магнитно поле в свързано движение. При такова движение два йона винаги се въртят един срещу друг по обща кръгова траектория с радиус от само 200 μm. Благодарение на този ефект изследователите успяха да определят разликата в g-факторите на двата изотопа с рекордна точност до 13 цифри. Това е 100 пъти по-високо от качеството на предишните експерименти.
Ние потвърдихме, че електронът наистина взаимодейства с атомното ядро чрез обмен на фотони, както е предвидено от квантовата електродинамика.
Золтан Харман, изследовател в Института по ядрена физика Макс Планк и съавтор на статията
Физиците планират да използват новия метод за бъдещи изследвания. Например сравнения на материя и антиматерия, както и свръхпрецизно определяне на редица други фундаментални константи на стандартната теория.
Прочетете още:
Квантовият симулатор показа разделянето на електрон на части в едномерното пространство
Физиците създадоха атомен лазер, който може да работи вечно
Две планети, открити недалеч от Земята, много приличат на нашата