Proboj: polumjer opterećenja helije-3 precizno mjeren kao nikad do sada!

Proboj: polumjer opterećenja helije-3 precizno mjeren kao nikad do sada!

Mainz, Deutschland - U pionirskoj studiji, istraživački tim pod vodstvom prof. Dr. Randolfa Pohla na Sveučilištu Johannes Gutenberg Mainz (JGU) ostvario je revolucionarni napredak u mjerenju temeljnih svojstava atomskih jezgara. Rezultati ove istrage, koja se odnosi na utvrđivanje polumjera naboja mionion helija-3, objavljeni su 23. svibnja 2025. u časopisu Science i dostižu preciznost koja je do sada bila neusporediva. Eksperimenti su provedeni na Institutu Paul Scherrer u Švicarskoj i postigli su novu vrijednost za radijus opterećenja Myonion Helium-3 od 1.97007 ± 0,00097 Femtometre, što je petnaest od ranijih mjerenja.

Myonic Helium-3, koji se sastoji od dva protona i neutrona, zamjenjuje klasične elektrone minovima. Ova jedna promjena omogućuje preciznija mjerenja, budući da su myoni teže od elektrona i povećavaju preklapanje valne funkcije s jezgrom. Istraživački tim koristio je pulsiranu lasersku spektroskopiju za analizu različitih prijelaza unutar mionijskog helija-3-iona i postizanje izvanrednih rezultata. Ova se tehnologija već pokazala u mjerenju drugih vodika i deuterija kako bi se bolje razumjela struktura atomskih jezgara.

Preciznost i usporedba s postojećim mjerenjima

Određene vrijednosti odgovaraju mjerenjima normalnog helija, koji su provedeni u Amsterdamu. Razlika u radijusima naboja između helija-3 i helija-4 sada bi se mogla točno utvrditi. Ovo je ključni korak za poboljšanje našeg znanja o temeljnim strukturama i određivanje temeljnih prirodnih konstanti. U budućnosti, istraživački tim planira analizirati daljnje atomske jezgre od litija do neona s novim detektorima x -gay.

Izvrsni rezultati nisu samo rezultat eksperimentalnog rada, već i rezultat uske suradnje u prizm+klasteru izvrsnosti. Teorijske temelje postavila su skupina poznatih znanstvenika, uključujući prof. Dr. Soniju Bacca, prof. Dr. Marc Vanderhaighen i dr. Franziska Hagelstein.

Značenje rezultata

Stečeno znanje je od temeljnog značaja ne samo za osnovna istraživanja, već i za otkrivanje novih fizičkih pojava. Precizniji polumjer mogao bi utjecati na postojeće teorije na jezgru i pokazuje potrebu da se postojeće modele stavljaju na test. Trenutna vrijednost za polumjer naboja Heliona također služi kao mjerilo za teorije s nekoliko nukleona i otvara nove mogućnosti za precizne testove u $^3 $ HE atomima i $^3 ionu.

članovi tima Creme suradnje, koji također uključuje Karsten Schuhmann i 38 drugih znanstvenika, objavili su doprinos studije 19. svibnja 2023. s konačnom revizijom 25. lipnja 2023. u njihovim rezultatima, impresivne vrijednosti određene su za pomak janjetine i podijeljeni hiper-fina struktura, koje pružaju važne informacije o nuklearnoj strukturi.

Posljednjih godina sve se više ispituje razlika između mionskih i elektroničkih radijusa opterećenja, kao što je također pronađeno u vodiku. Ove takozvane "slagalice protona" ojačane su istraživanjem na mioninom helijumu-3, jer mjerenja ukazuju na malo, ali značajno odstupanje. Istraživački tim nada se da će dobiti daljnje odgovore putem laserske spektroskopije mionskih atoma i ispitivanje postojećih teorija u fizici čestica.

Istraživanje financira njemačka istraživačka zaklada kao dio suradničkog istraživačkog centra 1660. na JGU -u i impresivno pokazuje kako interakcija teorije i eksperimenta može pokazati nove načine u fizici.

Za daljnje informacije o mjerenjima polumjera punjenja helija-3, odnosimo se na izvještavanje na arxiv.org i opći prikaz na temu na pgg.