イリノイ州ノースウェスタン大学の物理学者は、電子の磁気モーメントの値を次の式で決定しました。
研究者らは、次のようなセットアップを開発しました。1 つの電子は、5 テスラの一定磁場内のペニング トラップに保持されます。素粒子は、デバイス内の電子のサイクロトロン運動が量子化される温度まで冷却されました。
磁気モーメント、周波数測定用電子の回転とサイクロトロン周波数の関係で、物理学者は最低エネルギー準位間の電子の「量子ジャンプ」を観察しました。同時に、実験中に量子系の不確実性を変えないように、小さな磁場勾配を使用して量子非破壊観測を行いました。
実験装置のスキーム - 冷却システム (a) とペニング トラップ電極 (b)、および測定原理 (c)。画像: X. Fan et al., Physical Review Letters
研究者は記録的な精度に成功しました設置の特性により達成できません。電子を冷却して捕捉するために提案されたシステムは、磁場の安定性と均一性を高めます。さらに、科学者はトラップ共振器の改良された設計を使用しました。これにより、電子の軸方向の動きを正確に制御し、素粒子の量子レベル間の自然放出遷移を強力に抑制できます。
物理学者は、物理学の標準モデルは説明と追加が必要です。素粒子を正確に測定し、得られた結果を理論計算と比較することで、このモデルに欠けている要素を見つけることができます。
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表紙: 電子の磁気モーメントの測定の芸術的なイラスト。画像: カリン・ケイン、アメリカ物理学会