Группа ученых-физиков из Гарвардского университета и Северо-Западного университета провела ряд экспериментов, в ходе которых было получено самое точное на сегодняшний день значение магнитного момента электрона. Магнитный момент электрона — это параметр, который определяется электрическими свойствами и параметрами вращения этой частицы. Из всех элементарных свойств электрона магнитный момент является одним из наиболее изученных и измеренных с высокой точностью величин.

Измерение магнитного момента электрона с более высокой точностью имеет очень важное значение в связи с тем, что такие измерения в будущем позволят получить полностью завершенную и гармоничную Стандартную Модель физики элементарных частиц. Магнитный момент частиц, таких, как электрон, используется физиками для проверки Стандартной Модели путем изучения и измерения параметров взаимодействия между ними и виртуальными частицами, которые возникают и тут же исчезают в объеме вакуумной камеры. Такие исследования включают измерения эффектов коллизий, так называемого g-фактора, и других величин, которые потом сравниваются с теоретическими значениями Стандартной Модели.

Отметим, что точность последнего измерения магнитного момента электрона превышает в два раза точность предыдущего измерения, которое было сделано 14 лет назад. И такой длительный перерыв указывает на то, что подобные измерения являются достаточно сложной работой.

Во время новых измерений ученые «поймали» единичный электрон в ловушке Пеннинга с магнитным полем в 5 Тесла, которое поддерживалось в высокостабильном состоянии. Температура в вакуумной камере была понижена до точки, очень близкой к абсолютному нулю, после чего ученые начали регистрировать «квантовые переходы» электрона между энергетическими уровнями.

Создав искусственный градиент магнитного поля в ловушке, ученые смогли выполнить квантовые неразрушающие измерения (quantum nondemolition detection), позволяющие измерить параметры квантовых переходов, не нарушая и не изменяя квантового состояния электрона. И в результате было получено новое значение магнитного момента электрона, равное на сегодняшний день 1.001 159 652 180 59 (13), точность которого составляет 0.13 части на один триллион (0.13 ppt).

И в заключении следует отметить, что результаты данных измерений будут сразу же использоваться в новых тестах Стандартной Модели другими группами ученых-физиков.

Ключевые слова:
Магнитный, Момент, Электрон, Измерение, Точность, Стандартная, Модель

Первоисточник

Другие новости по теме:

Материалы по теме:

Знакомьтесь — Пи-тон, новая квазичастица, обнаруженная учеными при помощи компьютерного моделирования

В физике существует множество вещей, которые попадают под определение "частица". Элементарные частицы, являющиеся фундаментальными блоками, из которых состоит вся материя, атомы и другие конгломераты, ...

Внутренние оболочки раковин морских моллюсков стали прототипом нового типа небьющегося стекла

Стекло является одним из самых полезных и широко используемых материалов в современном мире. Но, к сожалению, обычное стекло достаточно хрупко, и оно разрушается при ...

Физики CERN окончательно выяснили особенности строения таинственных пентакварков

На страницах нашего сайта мы уже рассказывали нашим читателям о пентакварках, таинственных субатомных частицах, состоящих из пяти кварков. Эти частицы были обнаружены всего несколько ...

Ученым удалось создать пространственно-временные кристаллы, существующие при комнатной температуре

Группа исследователей из Германии, при участии их коллег из Польши, продемонстрировала возможность создания так называемых пространственно-временных кристаллов, способных существовать при комнатной температуре. В качестве ...

Впервые ядерные реакции, идущие в недрах взрывов сверхновых, были воспроизведены в лабораторных условиях

Одним из наиболее важных из неразрешенных вопросов современной науки является определение источников происхождения некоторых из химических элементов, более тяжелых чем железо. Это относится приблизительно ...