 Порівнюючи частоту рухів атома з частотою мікроколивань спіна, учені застосували рівняння квантової електродинаміки для отримання даних про масу електрона в порівнянні з масою протона(ілюстрація Sven Sturm/MPI fur Kernphysik).
Електрон уперше був відкритий в 1897 році Джозефом Джоном Томсоном(J. J. Thomson) − британським дослідником який спочатку охрестив частку "корпускулом". Сучасна назва пов'язана з тим, що електрони при потоковому русі утворюють електричний струм. Ці негативно заряджені частки є такими, що становлять матерії і звертаються навколо ядра будь-якого атома. Вони мають масу, нехай і дуже невеликий. Експерименти по виміру маси електрони проводяться не одно десятиліття, і тепер фізики з Німеччини уявляють рекордно точні дані про цей параметр.
Команда дослідників на чолі з Сфеном Штурмом(Sven Sturm) з Інституту ядерної фізики суспільства Макса Планка в у Гейдельберге "зважила" електрони за допомогою пристрою, що називається Пасткою Пеннинга. Пастка використовує однорідне статичне магнітне поле і неоднорідне електричне поле для упіймання і "зберігання" заряджених часток. Цей пристрій часто використовується для виміру різних властивостей часток і для подальшого їх використання, але тільки якщо вони, звичайно ж, мають хоч якийсь електричний заряд. Електрон, масу якого фізики прагнули виміряти, звертався навколо ядра атома вуглецю, і маса останнього добре була відома ученим. Атом коливався усередині пастки з певною стабільною частотою. Через якийсь час атом "розстріляли" за допомогою мікрохвиль, внаслідок чого спін електрона почав змінюватися. Порівнюючи частоту рухів атома з частотою мікроколивань спіна, учені застосували рівняння квантової електродинаміки для отримання даних про масу електрона в порівнянні з масою протона. Як розповідається в прес-релізі, розрахунки показали, що електрон володіє 0,000548579909067 атомних одиниць маси. Ці дані опинилися в 13 разів точніше, ніж попередні результати прямих вимірів маси електрона. (Цього разу використовувався непрямий метод, що несподівано привело до вірних і точних показників.)
"Цей результат закладає основу для майбутніх фундаментальних фізичних експериментів і перевірок точності Стандартної моделі", - заявляє Штурм в анотації до статті, опублікованої в журналі Nature.
|
