Открыть главное меню

Викиновости β

Новые прецизионные измерения не подтверждают существования электрического дипольного момента электрона

11 октября 2017

Художественное изображение метода измерения ЭДМ электрона, разработанного физиками из JILA

Группа физиков из Объединённого института лабораторной астрофизики (JILA) в Боулдере (Колорадо) под руководством нобелевского лауреата Эрика Корнелла разработала новый метод точного измерения электрического дипольного момента (ЭДМ) электрона, основанный на спектроскопии захваченных в ловушку молекулярных ионов. Хотя результаты экспериментов не подтвердили существования ЭДМ электрона, они согласуются с данными предыдущих измерений, что накладывает существенные ограничения на некоторые сценарии «новой физики». Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Стремление учёных к всё более точному измерению характеристик элементарных частиц обусловлено глубокой связью этих параметров с фундаментальными законами, лежащими в основе устройства нашего мира. Так, наличие у электрона ненулевого ЭДМ указывало бы на процессы, приводящие к нарушению симметрии законов физики относительно обращения времени (Т-симметрии). Это нарушение могло бы объяснить одну из самых больших загадок, стоящих перед современной наукой: почему во Вселенной материя преобладает над антиматерией? Однако обнаружить ЭДМ электрона к настоящему времени не удалось.

Авторы новой работы усовершенствовали известный подход к измерению ЭДМ электрона, основанный на определении некоторых вращательных характеристик (прецессии спина) валентного электрона тяжёлой молекулы. Благодаря сильному электрическому полю внутри молекул можно существенно усилить получаемый сигнал. Кроме того, помещение молекулярных ионов в ловушку из вращающихся электрических полей позволило в сотни раз увеличить время наблюдения и соответственно улучшить чувствительность метода по сравнению со стандартным подходом, в котором используются пучки движущихся молекул. Тем самым была открыта возможность в «настольном» эксперименте исследовать процессы нарушения Т-симметрии на масштабах энергий в несколько ТэВ, что недоступно даже на Большом адронном коллайдере.

Измерения с использованием молекул фторида гафния не обнаружили у электрона электрического дипольного момента, но позволили найти верхний предел для этой величины: ЭДМ электрона не может превышать примерно см ( — заряд электрона), что согласуется с ограничением, полученным несколько лет назад в эксперименте Advanced Cold Molecule EDM (ACME). «Наш ответ состоит в том, что электрический дипольный момент электрона очень мал и согласуется с нулевым значением, — резюмировал Эрик Корнелл. — В действительности мы лишь подтвердили [существующее] измерение, а не установили новый предел. Но это важно, поскольку мы используем подход, радикально отличающийся от всех предыдущих измерений. Тот факт, что мы тем не менее получаем тот же ответ в значительной степени устраняет вероятность того, что мы просто ошиблись или что ошиблась другая группа».


ИсточникиПравить


Комментарии[править]
Викиновости, Викимедиа РУ и Wikimedia Foundation не несут ответственности за любые материалы и точки зрения, находящиеся на странице и в разделе комментариев.