Natuurkundigen van de Northwestern University in Illinois hebben de waarde van het magnetische moment van het elektron bepaald
De onderzoekers ontwikkelden een opstelling waarinéén elektron wordt vastgehouden in een Penning-val in een constant magnetisch veld van 5 Tesla. Het elementaire deeltje werd afgekoeld tot een temperatuur waarbij de cyclotronbeweging van het elektron in het apparaat wordt gekwantiseerd.
Voor het meten van magnetisch moment, frequentierotatie van het elektron en de cyclotronfrequentie, observeerden natuurkundigen de "kwantumsprongen" van het elektron tussen de laagste energieniveaus. Tegelijkertijd gebruikten ze een kleine magnetische veldgradiënt om niet-destructieve kwantumwaarnemingen uit te voeren - niet om de onzekerheid van een kwantumsysteem tijdens het experiment te veranderen.
Schema van de experimentele opstelling - koelsysteem (a) en Penning-valelektrode (b), evenals het meetprincipe (c). Afbeelding: X. Fan et al., Physical Review Letters
Onderzoekers slaagden in recordnauwkeurigheidworden bereikt door de eigenschappen van de installatie. Het voorgestelde systeem voor het koelen en vangen van elektronen verhoogt de stabiliteit en uniformiteit van het magnetische veld. Bovendien gebruikten wetenschappers een verbeterd ontwerp van de trapping-resonator, die de axiale beweging van een elektron nauwkeurig kan regelen en spontane emissie-overgangen tussen de kwantumniveaus van een elementair deeltje sterk kan onderdrukken.
Natuurkundigen wijzen erop dat het standaardmodel van de natuurkundevereist verduidelijkingen en aanvullingen. Nauwkeurige metingen van elementaire deeltjes en vergelijking van de verkregen resultaten met theoretische berekeningen zullen helpen om de ontbrekende componenten van dit model te vinden.
Lees verder:
Land in China geboord tot een recorddiepte
Het gaat niet om de aarde: wetenschappers legden uit waarom het zonnestelsel het zeldzaamst is
200 jaar oud biologiemysterie eindelijk opgelost
Op de omslag: artistieke illustratie van het meten van het magnetisch moment van een elektron. Afbeelding: Carin Cain, American Physical Society