マックス・プランク核物理学研究所の科学者たちは、特別な
スピンを持つ荷電粒子のように、各電子科学者は、磁気モーメントを持っていると説明しています。彼は、コンパスの針のように、磁場の中に向けられています。この磁気モーメントの強さはg因子によって決定されます。自由電子のこのパラメータの定量的推定は、量子電気力学によって並外れた精度で予測されます。
電子の磁気モーメントは、それは「自由」粒子ではなくなり、環境、たとえば原子核との相互作用に入ります。相互作用中に発生するg因子の小さな変化は、量子電気力学に基づいて計算できます。実験の結果は理論計算を確認しました。
実験のスキーム。出典：Max-Planck-InstitutfürKernphysikHeidelberg
彼らの研究では、物理学者は2つの同位体を使用しましたネオン：12個と10個の中性子を持つ原子。以前の実験の限界は、磁場の変動に関連していました。異なる原子に対する外部磁場の異なる影響は、測定精度の低下につながります。
この制限を回避するために、新しい仕事で研究者たちは、2つの原子を同時に同じ磁場に結合運動で配置しました。このような動きでは、2つのイオンは、半径がわずか200μmの共通の円形軌道に沿って常に互いに回転します。この効果のおかげで、研究者は最大13桁の記録精度で両方の同位体のg因子の違いを決定することができました。これは、以前の実験の品質の100倍です。
量子電磁力学によって予測されるように、電子が実際に光子の交換を通じて原子核と相互作用することを確認しました。
マックスプランク核物理学研究所の研究者であり、論文の共著者であるZoltan Harman
物理学者は、将来の研究のために新しい方法を使用することを計画しています。たとえば、物質と反物質の比較、および標準理論の他の多くの基本定数の超精密な決定。
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