Магнитный момент электрона измерили с рекордной точностью

Точность измерения одного из основных свойств элементарной частицы повысили в 2,2 раза.

Физики из Северо-Западного университета в Иллинойсе определили значение магнитного момента электрона с рекордной точностью. Измерение с погрешностью в 0,13 триллионных долей сокращает неопределенность в 2,2 раза по сравнению с предыдущим рекордом, достигнутым в 2008 году. Высокая точность измерения поможет расширить стандартную модель физики элементарных частиц. 

Исследователи разработали установку, в которой один электрон удерживается в ловушке Пеннинга в постоянном магнитном поле силой 5 Тл.  Элементарную частицу охладили до температуры, при которой циклотронное движение электрона внутри устройства квантуется. 

Для измерения магнитного момента, частоты вращения электрона и циклотронной частоты физики наблюдали за «квантовыми скачками» электрона между низшими энергетическими уровнями. При этом они использовали небольшой градиент магнитного поля, чтобы проводить квантовые неразрушающие наблюдения — не изменять неопределенность квантовой системы в процессе эксперимента.

Схема экспериментальной установки — системы охлаждения (а) и электрода ловушки Пеннинга (b), а также принцип измерения (с). Изображение: X. Fan et al., Physical Review Letters

Рекордной точности исследователям удалось добиться благодаря свойствам установки. Предложенная система охлаждения и захвата электронов повышает стабильность и однородность магнитного поля. Кроме того, ученые использовали усовершенствованную конструкцию улавливающего резонатора, с помощью которой можно точно контролировать осевое движение электрона и сильно подавляет спонтанные эмиссионные переходы между квантовыми уровнями элементарной частицы.

Физики отмечают, что стандартная модель физики требует уточнений и дополнений. Точные измерения элементарных частиц и сравнение полученных результатов с теоретическими расчетами помогут найти недостающие компоненты этой модели.


Читать далее:

Землю в Китае пробурили на рекордную глубину

Дело не в Земле: ученые объяснили, почему Солнечная система является самой редкой

Загадку биологии, которой 200 лет, наконец-то раскрыли

На обложке: художественная иллюстрация измерения магнитного момента электрона. Изображение: Carin Cain, American Physical Society

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
«Уэбб» раскрыл тайну центра Млечного Пути: почему там формируется слишком мало звезд
Космос
Рак распространяется как сеть: российские ученые наблюдали в 3D особенности развития опухолей
Наука
Солнечная буря сдавила магнитное поле Юпитера «как гигантский мяч для сквоша»
Космос
Анализ крови определяет стадию болезни Альцгеймера с точностью 92%: это поможет подобрать терапию
Наука
ИИ впервые прошел тест Тьюринга: GPT-4.5 обманул людей в 73% случаев
Новости
В Сколково нашли способ увеличить емкость суперконденсаторов для электромобилей
Наука
ИИ ускорил поиск дефектов трубопроводов в 30 раз
Новости
Под пирамидами Гизы нашли «скрытый город», но с учеными согласны не все
Наука
В Земле нашли «червоточину»: что происходит с литосферой
Наука
Появились новые фото угрожающего Земле астероида
Космос
Российский ИТ-рынок замедляется: почему это происходит и что дальше
Новости
«Яндекс» запустил конкурента Google и ChatGPT: чем отличается и как работает
Новости
Трагедию с Xiaomi на автопилоте начали расследовать в Китае
Новости
Посмотрите, как выглядит самый быстрый пассажирский самолет в мире
Новости
Странная форма материи меняет планеты: как она повлияет на Землю
Космос
Новые фотодиоды в 10 раз чувствительнее аналогов: они пригодятся в медицине
Наука
В России создадут региональный совет по дронам: зачем он нужен
Новости
Государство компенсирует бизнесу 20% затрат на роботов: как работает система
Новости
Разработан маршрутизатор для фотонов: он объединит квантовые компьютеры в единую сеть
Наука
ИИ обнаружил два новых гена, которые влияют на риск ишемического инсульта
Наука