Американські фізики у 2,2 раза покращили точність вимірювання магнітного моменту електрона, останнє значення якого отримували 14 років тому. Нова оцінка забезпечує точність у 0,13 частки трильйона та допоможе іншим подібним експериментам в погоні за Новою фізикою. Робота вчених опублікована у журналі Physical Review Letters.
APS / Carin Cain
Що вимірювали фізики?
Прагнення фізиків вийти за межі Стандартної моделі, яка сьогодні описує фундаментальні частинки та взаємодію між ними, обумовлене тим, що теорія неповна і не включає, наприклад, темну матерію і енергію, гравітацію. Крім того, І одним зі способів знайти натяк на Нову фізику є перевірка її передбачень експериментально, над чим вчені постійно працюють, підвищуючи точність своїх вимірювань. Перевимірювання дісталося і електрона, а саме — його магнітного моменту. У 2008 році його значення отримали з точністю у 0,28 трильйонних часток
Як виміряти магнітний момент?
Отримати значення магнітного моменту електрона можна зі співвідношення двох частот: частоти обертання електрона νa та його циклотронної частоти νc при переході між енергетичними рівнями. Для цього, як і у 2008 році, фізики використали пастку Пеннінга, в якій утримували електрон за постійного магнітного поля індукцією в 5 тесла і температури нижче 100 мілікельвінів. Оновлена установка забезпечила стабільність та однорідність магнітного поля, а створений фізиками градієнт магнітного поля дозволив їм вимірювати потрібні параметри неруйнівним способом. Так вони добилися точності у 0,13 частки трильйона, що у 2,2 раза точніше за попередній експеримент та узгоджується з його результатами.
Отримане значення допоможе уточнити значення сталої тонкої структури, а також знайти причину аномаліям, в яких результати експериментів розходяться з передбаченнями Стандартної моделі. Наприклад, у вимірюванні магнітного моменту мюона, останні результати якого розходяться з теорією вже на 4,2 сигми.