Izrāviens: Hēlija-3 RADIUS Precīzi izmērīts kā vēl nekad!

Izrāviens: Hēlija-3 RADIUS Precīzi izmērīts kā vēl nekad!

Mainz, Deutschland - Novatoriskā pētījumā pētījumu grupa prof. Dr Randolf Pohl vadībā Johannesa Gūtenberga universitātē Mainca (JGU) veica revolucionāro progresu atomu kodolu pamata īpašību mērīšanā. Šīs izmeklēšanas rezultāti, kas attiecas uz Myonic Helium-3 lādiņa rādiusa noteikšanu, tika publicēti 2025. gada 23. maijā žurnālā Science un sasniedz līdz šim nepārspējamo precizitāti. Eksperimenti tika veikti Pāvila Šerrera institūtā Šveicē un sasniedz jaunu vērtību myonic Helium-3 slodzes rādiusam ar 1 97007 ± 0,00097 femtometru, kas ir piecpadsmit nekā iepriekšējie mērījumi.

Myonic Helium-3, kas sastāv no diviem protoniem un neitrona, aizstāj klasiskos elektronus ar mioniem. Šīs izmaiņas ļauj precīzāk izmērīt, jo mjoni ir smagāki nekā elektroni un palielina viļņu funkcijas pārklāšanos ar kodolu. Pētniecības komanda ir izmantojusi pulsētu lāzera spektroskopiju, lai analizētu dažādas pārejas myonic hēlija-3 jonu un sasniegtu izcilus rezultātus. Šī tehnoloģija jau ir pierādījusi citu ūdeņraža un deitērija mērīšanu, lai labāk izprastu atomu kodolu struktūru.

precizitāte un salīdzinājums ar esošajiem mērījumiem

Noteiktās vērtības atbilst normālā hēlija mērījumiem, kas tika veikti Amsterdamā. Tagad var precīzi noteikt lādiņa rādiusa atšķirību starp hēliju-3 un hēliju-4. Tas ir būtisks solis, lai uzlabotu mūsu zināšanas par galvenajām struktūrām un dabisko pamatkonstantu noteikšanu. Nākotnē pētniecības grupa plāno analizēt turpmākos atomu kodolus no litija līdz neonam ar jauniem X -ray detektoriem.

Lieliskie rezultāti ir ne tikai eksperimentālā darba rezultāts, bet arī ciešas sadarbības rezultāts PRISM+izcilības kopā. Teorētiskos pamatus veica slavenu zinātnieku grupa, tostarp prof. Dr. Sonia Bacca, prof. Dr. Marc Vanderhaighen un Dr. Franziska Hagelstein.

Rezultātu nozīme

Iegūtajām zināšanām ir būtiska nozīme ne tikai pamatpētījumiem, bet arī jaunu fizisko parādību atklāšanai. Precīzāks rādiuss varētu ietekmēt esošās teorijas par pamatstruktūru un parāda nepieciešamību pārbaudīt esošos modeļus. Pašreizējā heliona lādiņa rādiusa vērtība kalpo arī kā teoriju etalons ar dažiem nukleoniem un paver jaunas iespējas precīziem testiem USD^3 $ he atomos un $^3 jonos.

Crema sadarbības komandas locekļi, kurā ietilpst arī Karstens Šuhmans un 38 citi zinātnieki, 2023. gada 19. maijā publicēja pētījuma ieguldījumu ar galīgo pārskatīšanu 2023. gada 25. jūnijā. Viņu rezultātos tika noteiktas iespaidīgas vērtības jēra maiņai un hiper-fine struktūras sadalīšanai, kas sniedz svarīgu informāciju par kodola struktūru.

Pēdējos gados arvien vairāk tiek pārbaudīta neatbilstība starp mionisko un elektronisko slodzes rādiusu, kā tas tika atrasts arī ūdeņradī. Šīs tā dēvētās "protonu rādiusa mīklas" stiprināja, pētot mionisko helium-3, jo mērījumi norāda uz nelielu, bet nozīmīgu novirzi. Pētniecības grupa cer iegūt papildu atbildes, izmantojot mionisko atomu lāzera spektroskopiju un apšaubīt esošās teorijas daļiņu fizikā.

Pētījumus finansē Vācijas pētījumu fonds kā daļa no sadarbības pētījumu centra 1660 JGU un iespaidīgi parāda, kā teorijas un eksperimenta mijiedarbība var parādīt jaunus veidus fizikā.

Lai iegūtu papildinformāciju par hēlija-3 lādiņa rādiusa mērījumiem, mēs atsaucamies uz ziņojumiem uni-mainz arxiv.org un vispārējs skats par tēmu mpg.de