"Näkymätön" heliumatomi auttaa tutkijoita vahvistamaan kvanttielektrodynamiikkaa

Australian kansallisen yliopiston fyysikot ovat kehittäneet herkimmän mittausmenetelmän

atomin potentiaalienergiasta: sadasosan sisällä joulen desilionisesta osasta tai 10-35 joulea.He käyttivät sitä vahvistamaan kvanttielektrodynamiikkaa (QED), joka on sähkömagneettisten vuorovaikutusten kvanttikenttäteoria sekä kvanttikenttäteorian kehittynein osa.

Tällä viikolla julkaistu tutkimusScience-lehti perustuu lasersäteilyn värin määritelmään, jossa heliumatomi on näkymätön. Kuten uuden työn kirjoittajat huomauttavat, koe on itsenäinen vahvistus aikaisemmille kvanttielektrodynamiikan testausmenetelmille. Yksi niistä on siirtymien mittaus atomin energiatilasta toiseen.

"Tämä näkymättömyys on tarkoitettu vaintietty atomi ja tietty valon väri. Siksi sitä ei voida käyttää näkymättömyysviitan valmistamiseen, jota Harry Potter käytti tutkiessaan Tylypahkan tummia kulmia, selittää Bryce Henson, uuden työn johtava kirjoittaja Australian kansallisen yliopiston fysiikan tutkimuslaitoksesta. "Mutta onnistuimme tutkimaan joitain QED-teorian "takakaduista".

Erittäin korkearesoluutioisella laserillaja atomit jäähtyneet 80 miljardisosaan absoluuttisen nollan yläpuolelle (80 nanokelviniä), tiedemiehet ovat saavuttaneet herkkyyden energiamittauksissa, joka oli 5 suuruusluokkaa pienempi kuin atomien energia, noin 10-35 J.

"Tämä on niin pieni, että en voi ajatella yhtäkään ilmiötä, johon sitä voisi verrata", tutkimuksen kirjoittaja lisäsi.

Näiden mittausten ansiosta tutkijat pystyivät päättelemäänerittäin tarkat heliumin näkymätön värin arvot. Vertaakseen tuloksiaan QED:n teoreettiseen ennusteeseen he kääntyivät professori Li-Yang Tangin puoleen Kiinan tiedeakatemiasta Wuhanista ja professori Gordon Draken puoleen Windsorin yliopistosta Kanadasta. Tuloksena tiedemiehet saavuttivat, että teoreettinen arvo oli vain hieman pienempi kuin kokeellinen arvo ja myös 1,7 kertaa suurempi kuin kokeellinen virhe.

Lue lisää:

Maan sisällä on toinen "planeetta": kuinka se pelasti syntymässä olevan elämän

Uusi tutkimus kumoaa valoenergian siirtoteorian

Tutkijat lisäsivät piitä kvanttitietokoneeseen: laskelmista tuli ennätyksellisen tarkkoja