นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันมักซ์พลังค์สำหรับฟิสิกส์นิวเคลียร์ใช้วัดค่า g-factor เป็นพิเศษ
เหมือนอนุภาคที่มีประจุที่มีการหมุน อิเล็กตรอนแต่ละตัวมีช่วงเวลาแม่เหล็ก นักวิทยาศาสตร์อธิบาย เขาเหมือนเข็มเข็มทิศอยู่ในสนามแม่เหล็ก ความแรงของโมเมนต์แม่เหล็กนี้พิจารณาจากปัจจัย g การประมาณค่าเชิงปริมาณของพารามิเตอร์นี้สำหรับอิเล็กตรอนอิสระนั้นทำนายได้อย่างแม่นยำเป็นพิเศษด้วยควอนตัมอิเล็กโทรไดนามิกส์
โมเมนต์แม่เหล็กของอิเล็กตรอนเปลี่ยนแปลงทันทีมันหยุดที่จะเป็นอนุภาค "อิสระ" เข้าสู่ปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม เช่น กับนิวเคลียสของอะตอม การเปลี่ยนแปลงเล็กๆ น้อยๆ ในปัจจัย g ที่เกิดขึ้นระหว่างปฏิสัมพันธ์สามารถคำนวณได้โดยพิจารณาจากอิเล็กโทรไดนามิกของควอนตัม ผลการทดลองยืนยันการคำนวณทางทฤษฎี
แบบแผนของการทดลอง ที่มา: Max-Planck-Institut สำหรับ Kernphysik Heidelberg
ในงานของพวกเขา นักฟิสิกส์ใช้ไอโซโทปสองตัวนีออน: อะตอมที่มี 12 และ 10 นิวตรอน ข้อจำกัดของการทดลองก่อนหน้านี้เกี่ยวข้องกับความผันผวนของสนามแม่เหล็ก: ผลกระทบที่แตกต่างกันของสนามแม่เหล็กภายนอกที่มีต่ออะตอมที่แตกต่างกันทำให้ความแม่นยำในการวัดลดลง
เพื่อก้าวข้ามขีดจำกัดนี้ ในงานใหม่นักวิจัยวางอะตอมสองอะตอมพร้อมกันในสนามแม่เหล็กเดียวกันโดยเคลื่อนที่เป็นคู่ ด้วยการเคลื่อนไหวดังกล่าว ไอออนสองตัวจะหมุนเข้าหากันเสมอตามวิถีโคจรเป็นวงกลมทั่วไปที่มีรัศมีเพียง 200 ไมโครเมตร ด้วยผลกระทบนี้ นักวิจัยจึงสามารถระบุความแตกต่างในปัจจัย g ของไอโซโทปทั้งสองได้โดยมีความแม่นยำในการบันทึกสูงถึง 13 หลัก ซึ่งสูงกว่าการทดสอบครั้งก่อนถึง 100 เท่า
เราได้ยืนยันแล้วว่าอิเล็กตรอนมีปฏิสัมพันธ์กับนิวเคลียสของอะตอมผ่านการแลกเปลี่ยนโฟตอนตามที่คาดการณ์โดยอิเล็กโทรไดนามิกควอนตัม
Zoltan Harman นักวิจัยจาก Max Planck Institute for Nuclear Physics และผู้ร่วมเขียนบทความ
นักฟิสิกส์วางแผนที่จะใช้วิธีการใหม่สำหรับการวิจัยในอนาคต ตัวอย่างเช่น การเปรียบเทียบสสารและปฏิสสาร ตลอดจนการหาค่าคงที่พื้นฐานอื่นๆ จำนวนหนึ่งของทฤษฎีมาตรฐานอย่างแม่นยำ
อ่านเพิ่มเติม:
เครื่องจำลองควอนตัมแสดงการแบ่งอิเล็กตรอนออกเป็นส่วน ๆ ในอวกาศหนึ่งมิติ
นักฟิสิกส์ได้สร้างเลเซอร์อะตอมที่สามารถทำงานได้ตลอดไป
พบดาวเคราะห์สองดวงไม่ไกลจากโลกซึ่งคล้ายกับของเรามาก