Fysiker från Northwestern University i Illinois har bestämt värdet på elektronens magnetiska moment med
Forskarna utvecklade en uppställning dären elektron hålls i en Penning-fälla i ett konstant magnetfält på 5 Tesla. Elementarpartikeln kyldes till en temperatur vid vilken cyklotronrörelsen hos elektronen inuti enheten kvantiseras.
För mätning av magnetiskt moment, frekvensrotation av elektronen och cyklotronfrekvensen, observerade fysiker elektronens "kvanthopp" mellan de lägsta energinivåerna. Samtidigt använde de en liten magnetfältsgradient för att utföra icke-förstörande kvantobservationer – inte för att förändra osäkerheten i ett kvantsystem under experimentet.
Schema för experimentuppställningen - kylsystem (a) och Penning-fällelektrod (b), samt mätprincipen (c). Bild: X. Fan et al., Physical Review Letters
Forskare lyckades med rekordnoggrannhetuppnås på grund av installationens egenskaper. Det föreslagna systemet för att kyla och fånga elektroner ökar stabiliteten och enhetligheten hos magnetfältet. Dessutom använde forskare en förbättrad design av infångningsresonatorn, som exakt kan kontrollera en elektrons axiella rörelse och kraftigt undertrycka spontana emissionsövergångar mellan kvantnivåerna hos en elementarpartikel.
Fysiker påpekar att standardmodellen för fysikkräver förtydliganden och kompletteringar. Noggranna mätningar av elementarpartiklar och jämförelse av de erhållna resultaten med teoretiska beräkningar kommer att hjälpa till att hitta de saknade komponenterna i denna modell.
Läs mer:
Mark i Kina borrades till rekorddjup
Det handlar inte om jorden: forskare förklarade varför solsystemet är det sällsynta
200 år gammalt biologimysterium löste till slut
På omslaget: konstnärlig illustration av mätningen av en elektrons magnetiska moment. Bild: Carin Cain, American Physical Society