אטום הליום 'בלתי נראה' עוזר למדענים לאשר אלקטרודינמיקה קוונטית

פיזיקאים מהאוניברסיטה הלאומית של אוסטרליה פיתחו את שיטת המדידה הרגישה ביותר

של האנרגיה הפוטנציאלית של האטום: בתוך מאית של חלק דציליוני של ג'אול, או 10-35 ג'אול.הם השתמשו בו כדי לאשר אלקטרודינמיקה קוונטית (QED), שהיא תורת השדות הקוונטית של אינטראקציות אלקטרומגנטיות, כמו גם החלק המפותח ביותר של תורת השדות הקוונטית.

מחקר שפורסם השבוע במגזין Science, מבוסס על הגדרת הצבע של קרינת הלייזר, שבה אטום ההליום אינו נראה. כפי שמציינים מחברי העבודה החדשה, הניסוי הוא אישור עצמאי לשיטות קודמות ששימשו לבדיקת אלקטרודינמיקה קוונטית. ביניהם מדידת מעברים ממצב אנרגיה אחד של אטום לאחר.

"האי-נראות הזו מיועדת רק עבוראטום מסוים וצבע מסוים של אור. לכן, לא ניתן להשתמש בו כדי ליצור את גלימת ההיעלמות שבה השתמש הארי פוטר כדי לחקור את הפינות האפלות של הוגוורטס, מסביר ברייס הנסון, המחבר הראשי של העבודה החדשה, בבית הספר לפיזיקה של האוניברסיטה הלאומית של אוסטרליה. "אבל הצלחנו לחקור כמה מה'רחובות האחוריים' של תורת ה-QED."

עם לייזר ברזולוציה גבוהה במיוחדואטומים שהתקררו ל-80 מיליארדית המעלה מעל האפס המוחלט (80 ננוקלווין), מדענים השיגו רגישות במדידות אנרגיה, שהייתה פחותה ב-5 סדרי גודל מהאנרגיה של אטומים, בערך 10-35 J.

"זה כל כך קטן שאני לא יכול לחשוב על תופעה אחת שאפשר להשוות איתה", הוסיף מחבר המחקר.

הודות למדידות אלה, מדענים הצליחו להסיקערכים מדויקים מאוד של הצבע הבלתי נראה של הליום. כדי להשוות את התוצאות שלהם עם התחזית התיאורטית עבור QED, הם פנו לפרופסור לי-יאנג טאנג מהאקדמיה הסינית למדעים בווהאן ולפרופסור גורדון דרייק מאוניברסיטת ווינדזור בקנדה. כתוצאה מכך, מדענים השיגו שהערך התיאורטי היה נמוך רק במעט מזה הניסיוני, וגם פי 1.7 מהשגיאה הניסויית.

קרא עוד:

יש עוד "כוכב לכת" בתוך כדור הארץ: איך הוא הציל חיים בהתהוות

מחקר חדש מפריך את תיאוריית העברת אנרגיית האור

מדענים הוסיפו סיליקון למחשב קוונטי: החישובים הפכו מדויקים לשבירת שיא