Zinātnieki no Maksa Planka Kodolfizikas institūta īpaši izmantoja g koeficienta mērīšanu
Tāpat kā uzlādēta daļiņa ar spinu, katrs elektronsir magnētisks moments, skaidro zinātnieki. Viņš, tāpat kā kompasa adata, ir orientēts magnētiskajā laukā. Šī magnētiskā momenta stiprumu nosaka koeficients g. Šī brīvā elektrona parametra kvantitatīvo novērtējumu ar neparastu precizitāti paredz kvantu elektrodinamika.
Elektrona magnētiskais moments mainās, tiklīdztā pārstāj būt "brīva" daļiņa, nonākot mijiedarbībā ar vidi, piemēram, ar atoma kodolu. Sīkās g-faktora izmaiņas, kas rodas mijiedarbības laikā, var aprēķināt, pamatojoties uz kvantu elektrodinamiku. Eksperimenta rezultāti apstiprināja teorētiskos aprēķinus.
Eksperimenta shēma. Avots: Max-Planck-Institut für Kernphysik Heidelberg
Savā darbā fiziķi izmantoja divus izotopusneons: atomi ar 12 un 10 neitroniem. Iepriekšējo eksperimentu ierobežojumi bija saistīti ar magnētiskā lauka svārstībām: atšķirīga ārējā magnētiskā lauka ietekme uz dažādiem atomiem noved pie mērījumu precizitātes samazināšanās.
Lai apietu šo ierobežojumu, jaunajā darbāpētnieki vienlaikus ievietoja divus atomus vienā magnētiskajā laukā savienotā kustībā. Ar šādu kustību divi joni vienmēr griežas viens pret otru pa kopīgu apļveida trajektoriju, kuras rādiuss ir tikai 200 μm. Pateicoties šim efektam, pētnieki spēja noteikt abu izotopu g-faktoru atšķirību ar rekordlielu precizitāti līdz 13 cipariem. Tas ir 100 reizes augstāks nekā iepriekšējo eksperimentu kvalitāte.
Mēs esam apstiprinājuši, ka elektrons patiešām mijiedarbojas ar atoma kodolu, apmainoties ar fotoniem, kā to paredz kvantu elektrodinamika.
Zoltans Harmans, Maksa Planka Kodolfizikas institūta pētnieks un darba līdzautors
Fiziķi plāno izmantot jauno metodi turpmākajos pētījumos. Piemēram, matērijas un antimatērijas salīdzinājumi, kā arī daudzu citu standarta teorijas pamatkonstantu īpaši precīza noteikšana.
Lasīt vairāk:
Kvantu simulators parādīja elektrona sadalīšanu daļās viendimensijas telpā
Fiziķi ir radījuši atomu lāzeru, kas var darboties mūžīgi
Netālu no Zemes atrastas divas planētas, kas ir ļoti līdzīgas mūsējām