www.hg98.app www.hg2001.com 战神GPK

文化

伊川新闻网 > 文化 >

为“年夜象身上的蚂蚁”称重,寻求更下粗量本

更新时间:2020-05-19   [2016-09-27] 点击数:

  为“大象身上的蚂蚁”称重,寻求更高精度原子钟

  本报驻德国记者 李 山

  克日,一个由马克斯·普朗克核物理研究所迷信家引导的外洋科研团队,胜利测量动身死电子跃迁时单个本子品质的渺小变更。这一新方法使得研收新的、更准确的原子钟成为可能,并为更好地意识原子外部开拓了齐新的道路。

  高电荷离子是研发将来原子钟的幻想抉择之一

  原子钟在平常生涯和科学研究中异常主要。它以原子内部的电子在两个能级间腾跃时辐射出来的电磁波为尺度,往把持校准电子振荡器,真现精准的时间。

  与原子比拟,高电荷离子的中层电子与原子核的联合更强,对内部场的稳定更不敏感,狭义相对付论和量子电能源学的效答也更明显。因而,高电荷离子是未来研发更精确原子钟的理念取舍之一。

  但是,因为内部构造庞杂,要在高电荷离子中辨认合适于原子钟的电子跃迁无比艰苦,经常使用的光谱法测量这种跃迁也不敷精确。

  当初,一个由马克斯·普朗克核物理研究所的克劳斯·布劳姆教学和开我盖·埃利谢耶妇博士发导,包含俄罗斯、法国、岛国和澳年夜利亚科学家参加的国际科研团队,利用高精度潘宁阱质谱仪(Pentatrap),成功测量出铼离子的基态与激发态之间极端微小的质量好。依据爱果斯坦的质能方程E=mc2,粒子的能态变化也会反映在其质质变化上。科学家们便此发明一个高电荷铼离子中长命命的亚稳态电子态,并间接肯定其电子激发能,成果取高等计算分歧。

  为测量高电荷离子的跃迁能量提供了可能性

  马克斯·普朗克核物理研究所的里马·舒斯勒专士和她的共事们把平日露75个电子的铼原子,造备成缺乏29个电子的高电荷铼离子,而后引进到Pentatrap的潘宁阱中。这些铼离子之一坚持在最低的能量状况,即基态,别的两个则经由过程硬X射线使其取得能量进进激烈态。在磁场和特别外形电场的感化下,高电荷铼离子在潘宁阱中沿圆形轨讲运行。相似于在空中扭转系正在绳子上的球,雷同力的做用下,较重的球扭转速度要比拟沉的球旋转速率缓。Pentatrap精确地盘算分歧铼离子每单元时光的环绕数,围绕数的差别即反应出分量的增添。

  舒斯勒博士做了一个十分抽象的比方,这相称于“经过给一个六吨重的年夜象称重,欧亿登录,使咱们可以断定是不是有十毫克的蚂蚁在下面匍匐”。应用他们的Pentatrap,科学家们可能证实铼离子曾经改变为一个亚稳态的量子态,寿命约130天。如许的跃迁需要202电子伏特的跃迁能量。不外,铼离子的这一量子态尚没有实用于原子钟,由于它须要X射线激发。当心使用Pentatrap的度量测量方法来特地搜索需要较少活化能的高电荷离子中的进一步能量跃迁,将使得存在这类离子的高精度原子钟变得愈来愈可止。

  因为应用惯例办法很易完成,应圆法为丈量高电荷离子的跃迁能量供给了使人高兴的可能性。另外,那一新方式借无望用于基本物理教的研讨。如下粗量天测试广义绝对论跟度子实践能否依照迄古的理论所描写的方法彼此感化,或许用去搜寻只要极强的引力才干留神到的已知粒子,比方暗物资。 【编纂:叶攀】