Физики провели самое точное измерение магнитного момента электрона

Совместная группа физиков из Гарвардского университета и Северо-Западного университета нашла самое точное значение магнитного момента электрона. В своей статье, опубликованной в журнале Физические обзорные письмагруппа описывает методы, которые они использовали для измерения свойств электронов, и значение нового разрешения.

Магнитный момент электрона, также известный как дипольный момент электрона, является результатом его электрических и спиновых свойств. Из всех изученных первичных характеристик эти были наиболее точно измерены, а также наиболее тщательно проверены.

Измерение магнитного момента электрона с еще большей точностью важно, потому что физики считают, что в какой-то момент эти измерения помогут завершить Стандартную модель физики. В этой новой попытке исследовательская группа измерила магнитный момент с вдвое большей точностью, чем любая другая попытка — 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, которые появляются внутри вакуумной камеры. Это исследование включает в себя измерение влияния столкновений как на магнитный момент, так и на его фактор g, а затем сравнение результатов с тем, что описывается Стандартной моделью.

Работа заключалась в подвешивании одного электрона в ловушке Пеннинга с постоянным магнитным полем 5 Тл. Затем камера охлаждалась 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 непреломления — метод измерения квантовых скачков без изменения квантового состояния, что уменьшило неопределенность в измерениях магнитного момента. Конечным результатом стало измерение магнитного момента с недостижимой ранее степенью точности — 0,13 части на 1 триллион.

Ожидается, что новые измерения повлияют на работу, связанную с будущими испытаниями Стандартной модели.