„Neviditeľný“ atóm hélia pomáha vedcom potvrdiť kvantovú elektrodynamiku

Fyzici z Austrálskej národnej univerzity vyvinuli najcitlivejšiu metódu merania

potenciálna energia atómu:v rozmedzí jednej stotiny deciliontiny joulu alebo 10-35 J. Použili ho na potvrdenie kvantovej elektrodynamiky (QED). Pripomeňme, že ide o kvantovú teóriu poľa elektromagnetických interakcií, ako aj o najrozvinutejšiu časť kvantovej teórie poľa.

Štúdia zverejnená tento týždeň vScience magazín, vychádza z definície farby laserového žiarenia, v ktorom je atóm hélia neviditeľný. Ako poznamenávajú autori novej práce, experiment je nezávislým potvrdením predchádzajúcich metód používaných na testovanie kvantovej elektrodynamiky. Medzi nimi je meranie prechodov z jedného energetického stavu atómu do druhého.

„Táto neviditeľnosť je len prekonkrétny atóm a konkrétna farba svetla. Preto ho nemožno použiť na výrobu neviditeľného plášťa, ktorý použil Harry Potter na skúmanie temných zákutí Rokfortu, vysvetľuje Bryce Henson, hlavný autor novej práce, na Austrálskej národnej univerzite pre výskum fyziky. "Ale podarilo sa nám preskúmať niektoré "zadné uličky" teórie QED."

S laserom s extrémne vysokým rozlíšeníma atómy ochladené na 80 miliardtin stupňa nad absolútnou nulou (80 nanokelvinov), vedci dosiahli citlivosť pri meraní energie, ktorá bola o 5 rádov menšia ako energia atómov, asi 10-35 J.

„Je to také malé, že si neviem predstaviť jediný fenomén, s ktorým by sa to dalo porovnať,“ dodal autor štúdie.

Vďaka týmto meraniam vedci dokázali odvodiťveľmi presné hodnoty neviditeľnej farby hélia. Aby porovnali svoje výsledky s teoretickou predpoveďou pre QED, obrátili sa na profesora Li-Yang Tanga z Čínskej akadémie vied vo Wu-chane a profesora Gordona Drakea z University of Windsor v Kanade. Vedci vďaka tomu dosiahli, že teoretická hodnota bola len o niečo nižšia ako experimentálna a tiež 1,7-krát vyššia ako experimentálna chyba.

Čítaj viac:

Vnútri Zeme je ďalšia „planéta“: ako zachránila vznikajúci život

Nová štúdia vyvracia teóriu prenosu svetelnej energie

Vedci pridali kremík do kvantového počítača: výpočty sa stali rekordne presné