Fysikere fra Northwestern University i Illinois har bestemt værdien af elektronens magnetiske moment med
Forskerne udviklede et setup, hvoren elektron holdes i en Penning-fælde i et konstant magnetfelt på 5 Tesla. Elementarpartiklen blev afkølet til en temperatur, ved hvilken cyklotronbevægelsen af elektronen inde i enheden kvantiseres.
Til måling af magnetisk moment, frekvensrotation af elektronen og cyklotronfrekvensen, observerede fysikere elektronens "kvantespring" mellem de laveste energiniveauer. Samtidig brugte de en lille magnetfeltgradient til at udføre kvante-ikke-destruktive observationer – ikke for at ændre usikkerheden i et kvantesystem under eksperimentet.
Skema for forsøgsopstillingen - kølesystem (a) og Penning-fældeelektrode (b), samt måleprincippet (c). Billede: X. Fan et al., Physical Review Letters
Forskere lykkedes med rekordhøj nøjagtighedopnås på grund af installationens egenskaber. Det foreslåede system til afkøling og indfangning af elektroner øger stabiliteten og ensartetheden af det magnetiske felt. Derudover brugte videnskabsmænd et forbedret design af fælderesonatoren, som nøjagtigt kan kontrollere den aksiale bevægelse af en elektron og kraftigt undertrykke spontane emissionsovergange mellem kvanteniveauerne af en elementær partikel.
Fysikere påpeger, at standardmodellen for fysikkræver præciseringer og tilføjelser. Nøjagtige målinger af elementarpartikler og sammenligning af de opnåede resultater med teoretiske beregninger vil hjælpe med at finde de manglende komponenter i denne model.
Læs mere:
Land i Kina boret til rekorddybde
Det handler ikke om Jorden: Forskere forklarede, hvorfor solsystemet er det sjældneste
200 år gammelt biologimysterium blev endelig løst
På omslaget: kunstnerisk illustration af måling af en elektrons magnetiske moment. Billede: Carin Cain, American Physical Society