Die Studie wurde im Rahmen der internationalen Zusammenarbeit am National Institute of Standards and durchgeführt
Indem man subatomare Teilchen – Neutronen – dorthin lenktDurch die Untersuchung von Siliziumkristallen und die Überwachung des Ergebnisses mit hoher Empfindlichkeit konnten die Forscher drei herausragende Ergebnisse erzielen: die erste Messung einer Schlüsseleigenschaft des Neutrons seit 20 Jahren mit einer einzigartigen Methode; hochpräzise Messungen der Auswirkungen thermischer Schwingungen in einem Siliziumkristall; und Grenzen der Kraft einer möglichen fünften Kraft, die über herkömmliche physikalische Theorien hinausgehen. Die neueste Arbeit, die in Zusammenarbeit mit Forschern aus Japan, den Vereinigten Staaten und Kanada durchgeführt wurde, hat es ermöglicht, die Genauigkeit der Messprozesse in der Struktur zu vervierfachen eines Siliziumkristalls.
Pushin, dessen Forschung spezialisiert ist aufNeutronenphysik und Interferometrie, spielten eine wichtige Rolle bei der Datensammlung zu Neutronen und dem chemischen Ätzen von Proben. Dies half dem Forschungsteam, die Kräfte jenseits des Standardmodells zu erforschen.
Das Standardmodell ist derzeiteine weithin akzeptierte Theorie der Wechselwirkung von Teilchen und Kräften auf der Mikroskala. Dies ist jedoch eine unvollständige Erklärung dafür, wie die Natur funktioniert, und Wissenschaftler vermuten, dass es im Universum mehr gibt, als die Theorie beschreibt. Das Standardmodell beschreibt drei grundlegende Kräfte in der Natur: die elektromagnetische Kraft, die starke Kraft und die schwache Kernkraft. Jede Kraft wirkt durch die Wirkung von „Trägerteilchen“. Beispielsweise ist ein Photon ein Träger elektromagnetischer Kraft. Aber das Standardmodell bezieht die Schwerkraft nicht in seine Naturbeschreibung ein. Darüber hinaus deuten einige Experimente und Theorien auf das mögliche Vorhandensein einer fünften Kraft hin.
Forscher planen bereits größeren MaßstabMessungen des Pendellosung-Effekts mit Silizium und Germanium. Wissenschaftler erwarten eine Verfünffachung des Fehlers ihrer Messungen, wodurch sie die bisher genaueste Messung des Radius einer Neutronenladung liefern und genau diese fünfte Kraft nachweisen können. Sie planen außerdem die Durchführung einer kryogenen Version des Experiments, die zeigen soll, wie sich die Atome des Kristalls im Quantengrundzustand verhalten. Es erklärt, warum Quantenobjekte selbst bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt nie völlig bewegungslos sind.
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