막스 플랑크 핵물리학 연구소(Max Planck Institute for Nuclear Physics)의 과학자들은 특별한
스핀이 있는 하전 입자처럼 각 전자는과학자들은 자기 모멘트가 있다고 설명합니다. 그는 나침반 바늘처럼 자기장을 향하고 있습니다. 이 자기 모멘트의 강도는 g 계수에 의해 결정됩니다. 자유 전자에 대한 이 매개변수의 정량적 추정은 양자 전기역학에 의해 놀라운 정확도로 예측됩니다.
전자의 자기모멘트는 다음과 같이 변한다.그것은 환경, 예를 들어 원자 핵과의 상호 작용으로 들어가는 "자유로운"입자가 아닙니다. 상호 작용 중에 발생하는 g-인자의 작은 변화는 양자 전기 역학을 기반으로 계산할 수 있습니다. 실험 결과는 이론적 계산을 확인했습니다.
실험 계획. 출처: Max-Planck-Institut für Kernphysik Heidelberg
그들의 연구에서 물리학자들은 두 개의 동위원소를 사용했습니다.네온: 12개와 10개의 중성자를 가진 원자. 이전 실험의 한계는 자기장 변동과 관련이 있었습니다. 다른 원자에 대한 외부 자기장의 다른 효과는 측정 정확도를 감소시킵니다.
이러한 한계를 극복하기 위해 새로운 작업에서연구원들은 결합 운동에서 동일한 자기장에 두 개의 원자를 동시에 배치했습니다. 이러한 운동으로 두 이온은 반경이 200μm에 불과한 공통 원형 궤적을 따라 항상 서로에 대해 회전합니다. 이 효과 덕분에 연구원들은 최대 13자리의 기록 정확도로 두 동위 원소의 g-인자 차이를 결정할 수 있었습니다. 이것은 이전 실험의 품질보다 100배 더 높습니다.
우리는 양자 전기 역학에 의해 예측된 바와 같이 전자가 광자의 교환을 통해 실제로 원자핵과 상호 작용한다는 것을 확인했습니다.
막스 플랑크 핵 물리학 연구소의 연구원이자 논문의 공동 저자인 졸탄 하만(Zoltan Harman)은
물리학자들은 미래 연구를 위해 새로운 방법을 사용할 계획입니다. 예를 들어, 물질과 반물질의 비교, 표준 이론의 다른 여러 기본 상수에 대한 초정밀 결정.
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