Φυσικοί από το Πανεπιστήμιο Northwestern στο Ιλινόις προσδιόρισαν την τιμή της μαγνητικής ροπής του ηλεκτρονίου με
Οι ερευνητές ανέπτυξαν μια διάταξη στην οποίαένα ηλεκτρόνιο συγκρατείται σε μια παγίδα Penning σε ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο 5 Tesla. Το στοιχειώδες σωματίδιο ψύχθηκε σε μια θερμοκρασία στην οποία κβαντοποιείται η κίνηση κυκλοτρονίου του ηλεκτρονίου μέσα στη συσκευή.
Για τη μέτρηση της μαγνητικής ροπής, συχνότηταςπεριστροφή του ηλεκτρονίου και της συχνότητας του κυκλοτρονίου, οι φυσικοί παρατήρησαν τα «κβαντικά άλματα» του ηλεκτρονίου μεταξύ των χαμηλότερων ενεργειακών επιπέδων. Ταυτόχρονα, χρησιμοποίησαν μια μικρή κλίση μαγνητικού πεδίου για τη διεξαγωγή κβαντικών μη καταστροφικών παρατηρήσεων - όχι για να αλλάξει η αβεβαιότητα ενός κβαντικού συστήματος κατά τη διάρκεια του πειράματος.
Σχέδιο πειραματικής εγκατάστασης - σύστημα ψύξης (α) και ηλεκτρόδιο παγίδας Penning (β), καθώς και η αρχή της μέτρησης (γ). Εικόνα: X. Fan et al., Physical Review Letters
Οι ερευνητές πέτυχαν ακρίβεια ρεκόρνα επιτευχθεί λόγω των ιδιοτήτων της εγκατάστασης. Το προτεινόμενο σύστημα ψύξης και σύλληψης ηλεκτρονίων αυξάνει τη σταθερότητα και την ομοιομορφία του μαγνητικού πεδίου. Επιπλέον, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν έναν βελτιωμένο σχεδιασμό του συντονιστή παγίδευσης, ο οποίος μπορεί να ελέγξει με ακρίβεια την αξονική κίνηση ενός ηλεκτρονίου και να καταστέλλει έντονα τις αυθόρμητες μεταβάσεις εκπομπής μεταξύ των κβαντικών επιπέδων ενός στοιχειώδους σωματιδίου.
Οι φυσικοί επισημαίνουν ότι το τυπικό μοντέλο της φυσικήςαπαιτεί διευκρινίσεις και προσθήκες. Οι ακριβείς μετρήσεις των στοιχειωδών σωματιδίων και η σύγκριση των ληφθέντων αποτελεσμάτων με θεωρητικούς υπολογισμούς θα βοηθήσουν στην εύρεση των στοιχείων που λείπουν από αυτό το μοντέλο.
Διαβάστε περισσότερα:
Γη στην Κίνα με γεωτρήσεις σε βάθος ρεκόρ
Δεν πρόκειται για τη Γη: οι επιστήμονες εξήγησαν γιατί το ηλιακό σύστημα είναι το πιο σπάνιο
Επιτέλους λύθηκε το μυστήριο της βιολογίας 200 ετών
Στο εξώφυλλο: καλλιτεχνική απεικόνιση της μέτρησης της μαγνητικής ροπής ενός ηλεκτρονίου. Εικόνα: Carin Cain, American Physical Society