單粒子迄今最精確測(cè)量完成

據(jù)英國(guó)《新科學(xué)家》網(wǎng)站近日?qǐng)?bào)道，英國(guó)物理學(xué)家在冷卻到接近絕對(duì)零度的隔離室中捕獲了單個(gè)電子，并對(duì)其關(guān)鍵的量子特性——磁矩進(jìn)行了測(cè)量，精確度高達(dá)10萬億分之1.3。對(duì)電子開展的這一測(cè)量是科學(xué)家迄今對(duì)單個(gè)粒子進(jìn)行的最精確測(cè)量，有助揭示在最小尺度上可能會(huì)發(fā)生的新物理現(xiàn)象。

到目前為止，電子磁矩的測(cè)量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)模型一致，但精度有限。現(xiàn)在，美國(guó)西北大學(xué)的杰拉爾德·加布里埃爾及其同事對(duì)該屬性的測(cè)量精度比此前的最精確結(jié)果高出2.2倍。

為進(jìn)行測(cè)量，加布里埃爾及其團(tuán)隊(duì)在一個(gè)擁有超穩(wěn)定磁場(chǎng)和電場(chǎng)的腔室中捕獲了一個(gè)電子，然后測(cè)量磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)電子的反應(yīng)。該腔室與任何外力隔離，并被冷卻到略高于絕對(duì)零度。

英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的亞歷克斯·科沙瓦茲沒有參與這項(xiàng)研究。他說：“這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)對(duì)基本粒子的物理性質(zhì)進(jìn)行了迄今最精確測(cè)量，因此成為精確測(cè)量的金標(biāo)準(zhǔn)，用來測(cè)試物理學(xué)領(lǐng)域目前關(guān)于所有已知宇宙粒子和力的最佳理論。”

研究人員稱，他們計(jì)劃將新的電子磁矩值與標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)測(cè)的值進(jìn)行適當(dāng)比較，如果兩者之間存在差異，那么就需要新物理學(xué)——比如電子的新結(jié)構(gòu)予以解釋，目前科學(xué)家們認(rèn)為電子的結(jié)構(gòu)是點(diǎn)狀的。