Oamenii de știință de la Institutul Max Planck pentru Fizică Nucleară au folosit un
Ca o particulă încărcată cu spin, fiecare electronare un moment magnetic, explică oamenii de știință. El, ca un ac de busolă, este orientat într-un câmp magnetic. Puterea acestui moment magnetic este determinată de factorul g. O estimare cantitativă a acestui parametru pentru un electron liber este prezisă cu o acuratețe extraordinară de electrodinamica cuantică.
Momentul magnetic al unui electron se modifică de îndată ceîncetează să mai fie o particulă „liberă”, intrând în interacțiuni cu mediul, de exemplu, cu nucleul atomic. Micile modificări ale factorului g care apar în timpul interacțiunii pot fi calculate pe baza electrodinamicii cuantice. Rezultatele experimentului au confirmat calculele teoretice.
Schema experimentului. Sursa: Max-Planck-Institut für Kernphysik Heidelberg
În munca lor, fizicienii au folosit doi izotopineon: atomi cu 12 și 10 neutroni. Limitările experimentelor anterioare au fost asociate cu fluctuațiile câmpului magnetic: diferite efecte ale unui câmp magnetic extern asupra diferiților atomi duc la o scădere a preciziei măsurătorii.
Pentru a ocoli această limitare, în noua lucrarecercetătorii au plasat doi atomi simultan în același câmp magnetic în mișcare cuplată. Cu o astfel de mișcare, doi ioni se rotesc întotdeauna unul împotriva celuilalt de-a lungul unei traiectorii circulare comune cu o rază de numai 200 μm. Datorită acestui efect, cercetătorii au putut determina diferența dintre factorii g ai ambilor izotopi cu o acuratețe record de până la 13 cifre. Aceasta este de 100 de ori mai mare decât calitatea experimentelor anterioare.
Am confirmat că electronul într-adevăr interacționează cu nucleul atomic prin schimbul de fotoni, așa cum este prezis de electrodinamica cuantică.
Zoltan Harman, cercetător la Institutul Max Planck pentru Fizică Nucleară și coautor al lucrării
Fizicienii plănuiesc să folosească noua metodă pentru cercetări viitoare. De exemplu, comparații între materie și antimaterie, precum și determinarea ultra-preciză a unui număr de alte constante fundamentale ale teoriei standard.
Citeste mai mult:
Simulatorul cuantic a arătat împărțirea unui electron în părți într-un spațiu unidimensional
Fizicienii au creat un laser atomic care poate funcționa pentru totdeauna
Două planete găsite nu departe de Pământ care sunt foarte asemănătoare cu ale noastre