Forskere fra Max Planck Institute for Nuclear Physics brukte spesielt for å måle g-faktoren
Som en ladet partikkel med spinn, hvert elektronhar et magnetisk øyeblikk, forklarer forskere. Han, som en kompassnål, er orientert i et magnetfelt. Styrken til dette magnetiske momentet bestemmes av g-faktoren. Et kvantitativt estimat av denne parameteren for et fritt elektron er forutsagt med ekstraordinær nøyaktighet av kvanteelektrodynamikk.
Det magnetiske momentet til et elektron endres så snartden slutter å være en "fri" partikkel, som inngår i interaksjoner med miljøet, for eksempel med atomkjernen. De små endringene i g-faktor som oppstår under interaksjonen kan beregnes basert på kvanteelektrodynamikk. Resultatene av eksperimentet bekreftet de teoretiske beregningene.
Opplegg for eksperimentet. Kilde: Max-Planck-Institut für Kernphysik Heidelberg
I sitt arbeid brukte fysikere to isotoperneon: atomer med 12 og 10 nøytroner. Begrensningene til tidligere eksperimenter var assosiert med magnetfeltsvingninger: forskjellige effekter av et eksternt magnetfelt på forskjellige atomer fører til en reduksjon i målenøyaktighet.
For å komme rundt denne begrensningen, i det nye verketforskerne plasserte to atomer samtidig i det samme magnetfeltet i koblet bevegelse. Med en slik bevegelse roterer alltid to ioner mot hverandre langs en felles sirkulær bane med en radius på bare 200 μm. Takket være denne effekten var forskerne i stand til å bestemme forskjellen i g-faktorene til begge isotoper med en rekordnøyaktighet på opptil 13 sifre. Dette er 100 ganger høyere enn kvaliteten på tidligere eksperimenter.
Vi har bekreftet at elektronet faktisk samhandler med atomkjernen gjennom utveksling av fotoner, som forutsagt av kvanteelektrodynamikk.
Zoltan Harman, forsker ved Max Planck Institute for Nuclear Physics og medforfatter av artikkelen
Fysikere planlegger å bruke den nye metoden for fremtidig forskning. For eksempel sammenligninger av materie og antimaterie, samt ultrapresise bestemmelse av en rekke andre grunnleggende konstanter i standardteorien.
Les mer:
Kvantesimulator viste delingen av et elektron i deler i endimensjonalt rom
Fysikere har laget en atomlaser som kan fungere for alltid
To planeter funnet ikke langt fra jorden som ligner veldig på vår