Presnosť prekonala takmer 30-ročný svetový rekord! Vedci pozorujú spintroniku s laserovým zaostrovaním

Vedci nedávno dosiahli bezprecedentnú úroveň detailov pri pozorovaní elektrónov v presných experimentoch vďaka svojmu inovatívnemu výskumu pomocou technológie laserového zaostrovania.
Nedávno urobili jadroví fyzici v Thomas Jefferson National Accelerator Facility pri ministerstve energetiky USA veľký prelom: podarilo sa im prekonať svetový rekord v paralelných spinových meraniach v rámci elektrónového lúča (označované ako merania polarizácie elektrónového lúča) na takmer 30 rokov.
Tento významný úspech poskytuje pevný základ pre sériu vysokoprofilových experimentov v Jefferson Lab, ktoré sľubujú, že povedú k veľkým novým objavom vo fyzike.
V najnovšom čísle časopisu Physical Review C výskumníci z Jefferson Lab v spolupráci s vedeckými používateľmi uvádzajú svoje merania. Tieto výsledky sú presnejšie ako porovnávacie merania získané z experimentu SLAC Large Detector (SLD) uskutočneného v 1994-1995 v SLAC National Accelerator Laboratory v Menlo Park v Kalifornii.
Dave Gaskell, experimentálny jadrový fyzik v Jefferson Lab a spoluautor článku, povedal: "Nikto nebol schopný tak presne zmerať polarizáciu elektrónového lúča v žiadnom laboratóriu kdekoľvek na svete. Toto nie je referenčná hodnota." len pre metódu Comptonovej polarizácie, ale pre akúkoľvek techniku ​​merania polarizácie elektrónov."
Comptonova polarizačná metóda je metóda merania polarizácie elektrónového lúča detekciou fotónov (častice svetla, ktoré sú rozptýlené nabitými časticami, ako sú elektróny). Tento jav rozptylu, známy ako Comptonov efekt, môže byť realizovaný zrážkou medzi laserom a elektrónovým lúčom.
Elektróny aj fotóny majú vlastnosť nazývanú spin, na opis ktorej fyzici používajú moment hybnosti. Spin je inherentná vlastnosť častíc, ako sú elektróny, podobná hmotnosti alebo náboju. Keď sa častice točia v rovnakom smere po určitú dobu, táto veličina sa nazýva polarizácia. Pre fyzikov je kľúčové pochopiť ústrednú vlastnosť tejto polarizácie pri skúmaní hmoty na tých najmenších mierkach.
Mark Macrae Dalton, ďalší fyzik z Jefferson Lab a spoluautor článku, to graficky prirovnáva k: "Predstavte si elektrónový lúč ako nástroj, ktorý používate na meranie vecí, napríklad pravítko. Je toto pravítko v palcoch alebo milimetroch? musíte pochopiť toto pravítko, aby ste pochopili akékoľvek meranie. Inak nemôžete merať nič."
Vedci dosiahli ultra vysokú presnosť počas experimentu s polomerom vápnika (CREX) vykonaním experimentu s polomerom olova (PREX-II) v tandeme s experimentom s polomerom vápnika (CREX), aby preskúmali jadrá stredne ťažkých a ťažkých atómov, aby pochopili štruktúru ich „neutrónových šupiek“.
Nakoniec počas experimentu Calcium Radius Experiment (CREX) kontinuálne merali polarizáciu elektrónového lúča Comptonovou polarizačnou metódou s presnosťou {{0}},36 %. To presahuje 0,5% uvádzané v experimente SLAC SLD.
Prekonaním svetového rekordu v presnosti a hĺbkovým skúmaním spintroniky priniesli vedci nové objavy a možnosti do oblasti fyziky. Tento inovatívny výskum nielenže demonštruje silný potenciál technológie laserového zaostrovania, ale tiež kladie pevný základ pre budúce experimenty a objavy.