«Невидимий» атом гелію допоміг вченим підтвердити квантову електродинаміку

Фізики з Австралійського національного університету розробили найчутливіший метод виміру

потенційної енергії атома:в межах однієї сотої дециліонної частки джоуля, або 10-35Дж. Вони використовували його для підтвердження квантової електродинаміки (КЕД). Нагадаємо, це квантовопольова теорія електромагнітних взаємодій, а також найбільш розроблена частина квантової теорії поля.

Дослідження, опубліковане цього тижня вЖурнал Science, заснований на визначенні кольору лазерного випромінювання, у якому атом гелію невидимий. Як зазначають автори нової роботи, експеримент є незалежним підтвердженням попередніх методів, які використовуються для тестування квантової електродинаміки. Серед них — вимір переходів з одного енергетичного стану атома до іншого.

«Ця невидимість призначена лише дляпевного атома та конкретного кольору світла. Тому її не можна використовувати для виготовлення мантії-невидимки, яку Гаррі Поттер використав для дослідження темних закутків Гоґвортсу, — пояснює Брайс Хенсон, провідний автор нової роботи, співробітник дослідницької школи фізики Австралійського національного університету. — Але нам вдалося вивчити деякі „закутки“ теорії КЕД».

За допомогою лазера надзвичайно високої роздільної здатностіі атомів, охолоджених до 80 мільярдних часток вище абсолютного нуля (80 нанокельвінів), вчені досягли чутливості у вимірах енергії, яка була на 5 порядків менше, ніж енергія атомів, близько 10-35 Дж.

"Це настільки мало, що я не можу придумати жодного явища, з яким можна було б його порівняти", - додав автор дослідження.

Завдяки цим вимірам вчені змогли вивестидуже точні значення невидимого кольору гелію. Щоб порівняти свої результати з теоретичним прогнозом для КЕД, вони звернулися до професора Лі-Ян Тан з Китайської академії наук в Ухані та професора Гордона Дрейка з Віндзорського університету в Канаді. У результаті, вчені домоглися те, що теоретичне значення було лише трохи нижче експериментального, і навіть у 1,7 разу перевищувало експериментальну похибку.

Читати далі:

Усередині Землі є ще «планета»: як вона врятувала життя, що зароджується.

Нове дослідження спростовує теорію про передачу світлової енергії

Вчені додали до квантового комп'ютеру кремній: обчислення стали рекордно точними