A Max Planck Institute for Nuklear Physics tudósai kifejezetten a g-tényező mérésére használták
Mint egy töltött részecske spinnel, minden elektronmágneses momentuma van, magyarázzák a tudósok. Ő, mint az iránytű tű, mágneses térben van orientálva. Ennek a mágneses momentumnak az erősségét a g tényező határozza meg. Ennek a paraméternek a kvantitatív becslését egy szabad elektronra rendkívüli pontossággal jósolja meg a kvantumelektrodinamika.
Az elektron mágneses momentuma azonnal megváltozikmegszűnik "szabad" részecske lenni, kölcsönhatásba lép a környezettel, például az atommaggal. A g-faktorban a kölcsönhatás során fellépő apró változások a kvantumelektrodinamika alapján számíthatók. A kísérlet eredményei megerősítették az elméleti számításokat.
A kísérlet sémája. Forrás: Max-Planck-Institut für Kernphysik Heidelberg
A fizikusok munkájuk során két izotópot használtakneon: 12 és 10 neutronos atomok. A korábbi kísérletek korlátai a mágneses tér ingadozásával függtek össze: a külső mágneses tér különböző hatásai a különböző atomokra a mérési pontosság csökkenéséhez vezetnek.
Ennek a korlátnak a megkerülésére az új műbena kutatók két atomot helyeztek egyidejűleg ugyanabba a mágneses térbe kapcsolt mozgással. Egy ilyen mozgásnál két ion mindig közös körpályán forog egymás ellen, mindössze 200 μm sugarú körben. Ennek a hatásnak köszönhetően a kutatók rekordpontossággal, akár 13 számjegyes pontossággal tudták meghatározni mindkét izotóp g-tényezőjének különbségét. Ez 100-szor magasabb, mint a korábbi kísérletek minősége.
Megerősítettük, hogy az elektron valóban kölcsönhatásba lép az atommaggal a fotonok cseréjén keresztül, amint azt a kvantumelektrodinamika megjósolja.
Harman Zoltán, a Max Planck Nukleáris Fizikai Intézet kutatója és a cikk társszerzője
A fizikusok azt tervezik, hogy a jövőbeni kutatásokhoz használják az új módszert. Például az anyag és az antianyag összehasonlítása, valamint a standard elmélet számos más alapvető állandójának ultrapontos meghatározása.
Olvass tovább:
A kvantumszimulátor egy elektron részekre osztását mutatta be egydimenziós térben
A fizikusok olyan atomlézert hoztak létre, amely örökké működhet
Két olyan bolygót találtak a Földtől nem messze, amelyek nagyon hasonlítanak a miénkhez