Ученые-физики измерили магнитный момент электрона с самой высокой на сегодняшний день точностью

Магнитный момент электрона

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.

Установка для измерения

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:

  • Ученые-физики произвели самые высокоточные измерения величины магнитного момента протона
  • Масса электрона измерена с рекордной на сегодняшний день точностью
  • Ученым удалось произвести прямые высокоточные измерения магнитного момента протона
  • Ученые CERN измерили массу бозона Хиггса с высокой точностью
  • Результаты эксперимента Muon g-2 идут вразрез с фундаментальной физикой
  • Share Button

    Материалы по теме:

    Ученым CERN удалось «поймать за хвост» дважды магические изотопы одного из химических элементов
    Насколько нам известно еще из школьного курса физики, ядра атомов состоят всего из двух компонентов, протонов и нейтронов. Однако, даже изменение на единицу количества ...
    Ученые получили еще одну форму воды, «горячий черный» лед, который может существовать в недрах гигантских планет
    В окружающем нас мире вода может находиться в гораздо большеv количестве различных форм, чем привыкло считать большинство людей. И недавно ученым из Национальной лаборатории ...
    Новое покрытие зеркал обсерватории LIGO позволит заглянуть дальше в глубины Вселенной
    В настоящее время сотрудники гравитационной обсерватории LIGO, обсерватории, которая впервые в истории науки зарегистрировала гравитационные волны, ведут ряд работ по модернизации оборудования. После этой ...
    Пространственно-временные волновые пакеты: Свет нового класса лазера бросает вызов фундаментальным законам физики
    Ученым удалось создать лазер совершенно нового класса, луч света которого не подчиняется некоторым фундаментальным законам физики и оптики. Лучи света этого лазера, которые ученые ...
    Камера, способная делать 12.5 миллиардов кадров в секунду, дала возможность ученым изучить все тонкости процесса горения
    Ученые-физики из университета Гетеборга, работая с коллегами из Германии и США, разработали новую сверхскоростную лазерную камеру, способную снимать видео со скоростью 12.5 миллиардов кадров ...
    You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

    Leave a Reply

    Яндекс.Метрика