Průlom: poloměr nakládání helia-3 přesně měřen jako nikdy předtím!

Průlom: poloměr nakládání helia-3 přesně měřen jako nikdy předtím!

Mainz, Deutschland - V průkopnické studii, výzkumný tým pod vedením prof. Dr. Randolfa Pohl na Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) dosáhl průlomového pokroku v měření základních vlastností atomových jader. Výsledky tohoto vyšetřování, které se týká určení poloměru náboje myonického helia-3, byly zveřejněny 23. května 2025 v časopise Science a dosáhnout přesnosti, která byla dosud bezkonkurenční. Experimenty byly provedeny na Institutu Paula Scherrera ve Švýcarsku a dosáhnout nové hodnoty pro poloměr zátěže myonského helia-3 1 97007 ± 0,00097 femtometrů, což je patnáct než dřívější měření.

Myonic Helium-3, který se skládá ze dvou protonů a neutronu, nahrazuje klasické elektrony myony. Tato změna umožňuje přesnější měření, protože myony jsou těžší než elektrony a zvyšují překrývání funkce vlny s jádrem. Výzkumný tým použil pulzní laserovou spektroskopii k analýze různých přechodů v rámci myonického helia-3-iontů a dosažení vynikajících výsledků. Tato technologie se již osvědčila při měření jiného vodíku a deuteria, aby se lépe porozumělo struktuře atomových jader.

Precision and Porovnání s existujícími měřeními

stanovené hodnoty odpovídají měření normálního helia, která byla prováděna v Amsterdamu. Rozdíl v poloměru náboje mezi heliem-3 a heliem-4 lze nyní přesně určit. Toto je klíčový krok ke zlepšení našich znalostí o základních strukturách a stanovení základních přírodních konstant. V budoucnu výzkumný tým plánuje analyzovat další atomová jádra z lithia na Neon s novými detektory X -Ra.

Vynikající výsledky nejsou jen výsledkem experimentální práce, ale také výsledkem úzké spolupráce v Prism+Cluster of Excellence. Teoretické nadace byly vytvořeny skupinou renomovaných vědců, včetně prof. Dr. Sonia Bacca, prof. Dr. Marc Vanderhaighen a Dr. Franziska Hagelstein.

Význam výsledků

Získané znalosti mají zásadní význam nejen pro základní výzkum, ale také pro objev nových fyzikálních jevů. Přesnější poloměr by mohl mít dopad na existující teorie na základní struktuře a ukazuje potřebu testování stávajících modelů. Aktuální hodnota pro poloměr náboje helionu také slouží jako měřítko pro teorie s několika nukleony a otevírá nové příležitosti pro přesné testy v $^3 $ atomy a Ion $^3.

Členové týmu Crema Collaboration, který zahrnuje také Karsten Schuhmann a 38 dalších vědců, zveřejnili studijní vstup dne 19. května 2023 s konečnou revizí 25. června 2023. Ve svých výsledcích byly stanoveny působivé hodnoty pro jehněčí posun a rozdělení struktury hyper-jemných struktur, které poskytují důležité informace o jaderné struktuře.

V posledních letech byl stále častěji zkoumán nesrovnalosti mezi poloměry myonické a elektronické zatížení, jak bylo také nalezeno v vodíku. Tyto tzv. „Protonové poloměrní puzzle“ byly posíleny výzkumem myonického helia-3, protože měření naznačují malou, ale významnou odchylku. Výzkumný tým doufá, že získá další odpovědi laserovou spektroskopií myonských atomů a zpochybňuje stávající teorie ve fyzice částic.

Výzkum je financován německou výzkumnou nadací v rámci Kolaborativního výzkumného centra 1660 v JGU a působivě ukazuje, jak interakce teorie a experimentu může ukázat nové způsoby ve fyzice.

Další informace o měření poloměru náboje helia-3 odkazujeme na hlášení na uni-mainz.de o out-out on out on-out on-out on-out on out on-worrifikace na publikaci na publikaci na publikaci na publikaci. href = "https://arxiv.org/abs/2305.11679"> arxiv.org a obecný pohled na téma na