Mokslininkai iš Max Planck Branduolinės fizikos instituto naudojo specialiai g faktoriui matuoti
Kaip įkrauta dalelė su sukiniu, kiekvienas elektronasturi magnetinį momentą, aiškina mokslininkai. Jis, kaip ir kompaso adata, yra orientuotas magnetiniame lauke. Šio magnetinio momento stiprumą lemia g faktorius. Šio laisvojo elektrono parametro kiekybinis įvertinimas nepaprastai tiksliai nuspėjamas kvantine elektrodinamika.
Elektrono magnetinis momentas pasikeičia, kai tikji nustoja būti „laisva“ dalelė, sąveikaujanti su aplinka, pavyzdžiui, su atomo branduoliu. Maži g faktoriaus pokyčiai, atsirandantys sąveikos metu, gali būti apskaičiuoti remiantis kvantine elektrodinamika. Eksperimento rezultatai patvirtino teorinius skaičiavimus.
Eksperimento schema. Šaltinis: Max-Planck-Institut für Kernphysik Heidelberg
Savo darbe fizikai naudojo du izotopusneonas: atomai su 12 ir 10 neutronų. Ankstesnių eksperimentų apribojimai buvo siejami su magnetinio lauko svyravimais: dėl skirtingo išorinio magnetinio lauko poveikio skirtingiems atomams mažėja matavimo tikslumas.
Norėdami apeiti šį apribojimą, naujame darbetyrėjai vienu metu įdėjo du atomus į tą patį magnetinį lauką susietu judesiu. Su tokiu judesiu du jonai visada sukasi vienas prieš kitą bendra apskritimo trajektorija, kurios spindulys yra tik 200 μm. Dėl šio efekto mokslininkai sugebėjo rekordiniu – iki 13 skaitmenų – tikslumu nustatyti abiejų izotopų g faktorių skirtumą. Tai 100 kartų aukštesnė už ankstesnių eksperimentų kokybę.
Patvirtinome, kad elektronas iš tiesų sąveikauja su atomo branduoliu keisdamasis fotonais, kaip numato kvantinė elektrodinamika.
Zoltanas Harmanas, Maxo Plancko branduolinės fizikos instituto mokslininkas ir straipsnio bendraautoris
Fizikai planuoja naudoti naują metodą būsimiems tyrimams. Pavyzdžiui, materijos ir antimedžiagos palyginimai, taip pat itin tikslus daugelio kitų pagrindinių standartinės teorijos konstantų nustatymas.
Skaityti daugiau:
Kvantinis simuliatorius parodė elektrono padalijimą į dalis vienmatėje erdvėje
Fizikai sukūrė atominį lazerį, kuris gali veikti amžinai
Netoli Žemės rastos dvi planetos, labai panašios į mūsų