data-mobile="true" data-tablet-width="1024" data-tablet-small-width="820" data-mobile-width="580">

Физики подтвердили круглость электрона новым методом

atom 53866c031

Дипольный момент электрона впервые удалось измерить с помощью захвата молекулярного иона в ионной ловушке. Новые измерения подтвердили, что дипольный момент очень очень близок к нулю, при этом точность измерений не уступает другим методам и в дальнейшем может быть еще увеличена. Результаты исследования опубликованы в Physical Review Letters.

Измерение дипольного момента электрона является ключевой задачей для подтверждения физических теорий, разработанных для расширения Стандартной модели. К возникновению электрического дипольного момента приводит отклонение заряда от центра, то есть фактически отклонение формы электрона от шарообразной. Согласно Стандартной модели, длина диполя электрона не превышает 10-38 сантиметра. Но для объяснения некоторых явлений, которые не могут быть описаны в рамках Стандартной модели, у нее существуют некоторые дополнения (в частности, теория суперсимметрии), которые предполагают, что дипольный момент у электрона, хоть и очень маленький, но все же есть. Если эти гипотезы верны, то длина электрического диполя электрона составляет от 10-30 до 10-27 сантиметра.

Ловушка молекулярных ионов для измерения дипольного момента электрона

Точнее всего определить дипольный момент электрона сейчас можно с помощью исследования вращающихся пучков нейтральных атомов и молекул. К настоящему моменту при измерении дипольного момента электрона физикам удалось достичь точности около 10−29. При этом ни в одном из экспериментов пока не удалось измерить отличие дипольного момента от нуля и получить статистически достоверные данные, подтверждающие теорию суперсимметрии.

Американские физики предложили новый метод для измерения свойств электрона с помощью фиксации полярного иона в ионной ловушке. В качестве объекта исследования они использовали молекулярный ион HfF+ в ионной ловушке. Величину и скорость вращения электрического и магнитного полей в такой ловушке ученые подбирали таким образом, чтобы ионы удерживались в ловушке и при этом выстраивались вдоль линий поля. В такой системе, измеряя с помощью электронного спинового резонанса разницу между магнитными уровнями вращающегося иона, можно определить электрический дипольный момент электрона.

Основным достоинством такой системы является возможность достаточно долго удерживать ион в ловушке, собирая статистику. В данном случае ион фторида гафния физики смогли фиксировать в ловушке в течение 700 миллисекунд. В результате удалось получить около 360 часов данных, в которые содержали более тысячи измерений дипольного момента.

Схема и принцип работы установки для измерения дипольного момента электрона с помощью захвата молекулярного иона

Измеренный таким образом электрический дипольный момент оказался равен примерно 10−29 заряда электрона на сантиметр. Систематическая погрешность превышает это значение в 2 раза, а статистическая погрешность — в восемь. С учетом погрешности верхняя граница измеренного значения составила около 10-28. Полученное значение подтвердило таким образом точность измерений другими методами. По словам физиков, с помощью предложенной методики уже в ближайшее время можно будет увеличить точность измерений и получить окончательный ответ о верности гипотезы суперсимметрии.

Благодаря бурному развитию инструментальных методов, такие параметры элементарных частиц, как форма и размер, постоянно удается уточнять. Например, у радиуса протона была обнаружена некоторая неопределенность, и при измерениях в разных частицах ученые регистрировали разные значения. А совсем недавно ученые объяснили этот эффект квантовой интерференцией.

Александр Дубов, nplus1.ru

Мы создали группу в ВК для того, чтобы быстро рассказывать вам новости. Подписывайтесь! → vk.com

Автор : btamedia

Читайте также

Виртуальный полет над Меркурием: видео

14-12-2017 Hits:6 Научные новости

Виртуальный полет над Меркурием: видео

С 2011 по 2015 годы на орбите Меркурия работала американская автоматическая станция «Мессенджер». На основе присланных ею данных специалисты NASA смоделировали виртуальный полет над поверхностью ближайшей к Солнцу планеты.

У новой цели New Horizons обнаружился спутник

14-12-2017 Hits:7 Научные новости

У новой цели New Horizons обнаружился спутник

Покинув систему Плутона, зонд New Horizons продолжает путешествие по поясу Койпера. Его следующая цель — объект MU69, и у него может быть спутник.

Обработка данных «Кассини» позволила подтвердить, что еще 200–300 миллионов лет назад у Сатурна не б…

14-12-2017 Hits:6 Научные новости

Обработка данных «Кассини» позволила подтвердить, что еще 200–300 миллионов лет назад у Сатурна не было системы колец

На этой неделе в США проходит ежегодное собрание Американского геофизического союза (AGU); его участники уже рассказали о том, как по спутниковым фотографиям моделировали первый за последние 54 года долгоживущий вулканический...

Насколько долго могла бы оставаться обитаемой планета, похожая на Марс, если бы она обращалась не во…

14-12-2017 Hits:6 Научные новости

Насколько долго могла бы оставаться обитаемой планета, похожая на Марс, если бы она обращалась не вокруг Солнца, а вокруг красного карлика?

На этот сложный вопрос ученые пытаются ответить, используя данные, собранные при помощи марсианской орбитальной миссии Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN).

PepsiCo заказала у Tesla 100 электрических грузовиков

14-12-2017 Hits:7 Научные новости

PepsiCo заказала у Tesla 100 электрических грузовиков

  Новый электрический грузовик Tesla постепенно продолжает привлекать новых клиентов. Автомобиль еще не выпустили, однако крупные торговые сети им уже заинтересовались и делают пока небольшие, но весьма показательные запросы на его...

Дональд Трамп подписал «Директиву №1», предполагающую возвращение США на Луну

14-12-2017 Hits:8 Научные новости

Дональд Трамп подписал «Директиву №1», предполагающую возвращение США на Луну

Слухи о планах Соединенных Штатов высадить астронавтов на Марсе за последние десятилетия не утихали ни на миг. Между тем с каждым годом в научной среде возрастало понимание технической сложности и...

Открыта первая комета прилетевшая к нам от другой звезды

30-10-2017 Hits:134 Научные новости

Открыта первая комета прилетевшая к нам от другой звезды

2017 - год астрономических сенсаций! Сначала поймали гравитационные волны от слияния нейтронных звезд.

Гипотеза симуляции не была и не может быть опровергнута

30-10-2017 Hits:161 Научные новости

Гипотеза симуляции не была и не может быть опровергнута

Когда весь мир был потрясен трагедией в Лас-Вегасе, мне писали совсем о другом: Скотт, действительно ли физики доказали, что Вселенная — не компьютерная симуляция, и мы не можем жить в...

ESA опубликовало фотографии выброса на комете Чурюмова-Герасименко

30-10-2017 Hits:112 Научные новости

ESA опубликовало фотографии выброса на комете Чурюмова-Герасименко

За два года пребывания у кометы Чурюмова-Герасименко аппарат Rosetta зафиксировал множество проявлений ее активности: увеличивающуюся кому, выбросы вещества, вызванные этими процессами изменения рельефа и даже улетевший с поверхности в открытый...

Бывшие сотрудники SpaceX начнут печатать ракеты на 3D-принтерах

25-10-2017 Hits:130 Научные новости

Бывшие сотрудники SpaceX начнут печатать ракеты на 3D-принтерах

Чего только не сделаешь для того, чтобы удешевить производство космических ракет раз эдак в десять! Вот, к примеру, бывшие сотрудники SpaceX и Bue Origin основали стартап Relativity Space, цель которого...