Физики наиболее точно измерили магнитный момент электрона
Объединенная группа физиков из Гарвардского университета и Северо-Западного университета нашла самое точное значение магнитного момента электрона. В своей статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, группа описывает методы, которые они использовали для измерения свойств электрона, и последствия новой точности.
(а) Криогенная система поддерживает ловушку электронов 50 мК на соленоиде 4,2 К, чтобы обеспечить очень стабильный B .
(б) Серебряные электроды цилиндрической ловушки Пеннинга.
(c) Квантовый спин и уровни циклотронной энергии, используемые для измерения.
Авторы и права: Письма с физическим обзором (2023 г.). DOI: 10.1103/PhysRevLett.130.071801
Магнитный момент электрона, также известный как магнитный дипольный момент электрона, является результатом его электрических и спиновых свойств. Из всех изученных элементарных свойств это наиболее точно измерено, а также наиболее точно проверено.
Измерение магнитного момента электрона со все более высокими стандартами точности важно, потому что физики считают, что в какой-то момент такие измерения помогут завершить стандартную модель физики. В этой новой попытке исследовательская группа измерила магнитный момент с точностью, вдвое превышающей любую другую попытку — последняя лучшая попытка была сделана 14 лет назад.
Физики используют магнитный момент частиц, таких как электроны, для проверки стандартной модели, изучая взаимодействия между ними и виртуальными частицами, возникающими внутри вакуумной камеры. Такое исследование включает измерение влияния столкновений как на магнитный момент, так и на его g-фактор, а затем сравнение результатов с тем, что описывается стандартной моделью.
Работа заключалась в подвешивании одного электрона в ловушке Пеннинга с постоянным магнитным полем на уровне 5 Тл. Затем камера была охлаждена почти до абсолютного нуля. Были проведены измерения того, что команда описывает как «квантовые скачки» электронов между энергетическими уровнями. Затем, используя градиент магнитного поля, они смогли выполнить квантовое обнаружение без разрушения — метод измерения квантовых скачков без изменения квантового состояния , что уменьшило неопределенность измерений магнитного момента. Конечным результатом стало измерение магнитного момента с недостижимой ранее точностью — 0,13 доли от 1 триллиона.
Ожидается, что новые измерения повлияют на работу, связанную с будущими испытаниями стандартной модели.
