Fysikere fra Northwestern University i Illinois har bestemt verdien av elektronets magnetiske moment med
Forskerne utviklet et oppsett derett elektron holdes i en Penning-felle i et konstant magnetfelt på 5 Tesla. Elementærpartikkelen ble avkjølt til en temperatur der syklotronbevegelsen til elektronet inne i enheten kvantiseres.
For måling av magnetisk moment, frekvensrotasjon av elektronet og syklotronfrekvensen, observerte fysikere "kvantehoppene" til elektronet mellom de laveste energinivåene. Samtidig brukte de en liten magnetfeltgradient for å utføre kvante-ikke-destruktive observasjoner – ikke for å endre usikkerheten til et kvantesystem under eksperimentet.
Skjema for forsøksoppsettet - kjølesystem (a) og Penning-felleelektrode (b), samt måleprinsippet (c). Bilde: X. Fan et al., Physical Review Letters
Forskere lyktes i rekordhøy nøyaktighetoppnås på grunn av installasjonens egenskaper. Det foreslåtte systemet for avkjøling og fangst av elektroner øker stabiliteten og jevnheten til magnetfeltet. I tillegg brukte forskere en forbedret utforming av fangeresonatoren, som nøyaktig kan kontrollere den aksiale bevegelsen til et elektron og sterkt undertrykke spontane utslippsoverganger mellom kvantenivåene til en elementær partikkel.
Fysikere påpeker at standardmodellen for fysikkkrever avklaringer og tillegg. Nøyaktige målinger av elementærpartikler og sammenligning av de oppnådde resultatene med teoretiske beregninger vil bidra til å finne de manglende komponentene i denne modellen.
Les mer:
Land i Kina boret til rekorddybde
Det handler ikke om jorden: forskere forklarte hvorfor solsystemet er det sjeldneste
200 år gammelt biologimysterium ble endelig løst
På omslaget: kunstnerisk illustrasjon av måling av det magnetiske momentet til et elektron. Bilde: Carin Cain, American Physical Society