Физики обнаружили возможные аномалии в магнитных свойствах электрона

Европейские ученые впервые провели сверхточные измерения магнитных свойств электрона, вращающегося вокруг атома в молекуле из обычного и тяжелого водорода, и выявили возможные отклонения от предсказаний Стандартной модели физики частиц.

Группа физиков под руководством профессора Дюссельдорфского университета Штефана Шиллера проводила опыты с необычными молекулами, состоящими из одного протона (обычная форма водорода) и одного атома дейтерия (тяжелая вариация водорода, в ядре которой присутствуют протон и нейтрон). Такая молекула устроена достаточно просто, чтобы ее свойства можно было полностью просчитать с помощью обычного компьютера.

«Проведенные нами опыты позволили измерить магнитный момент электрона с рекордной точностью, которая в тысячу раз превосходит предыдущие рекорды в этой области, — говорится в исследовании. — Эти замеры в целом совпали с предсказанием теории, однако при этом в некоторых взаимодействиях электрона и ядер атомов были выявлены аномалии, требующие дальнейшего изучения».

Магнитный момент — это характеристика частицы, отражающая то, как она взаимодействует с источниками внешних магнитных полей, в том числе с протонами внутри ядер атомов. Для измерения этой величины ученые лишили одиночную молекулу одного из электронов и поместили ее в специальную ионную ловушку, где на нее воздействовали магнитными полями и пучками микроволн, способными «перевернуть» магнитную ось частицы. Отслеживая изменения в структуре спектра, физики измерили магнитный момент электрона с рекордно низкой погрешностью — 200 частей на миллиард, сообщает ТАСС.

Полученное значение магнитного момента электрона совпало с предсказаниями квантовой электродинамики. Однако две другие постоянные, отражающие силу взаимодействий между ядрами и электроном, существенно разошлись с теоретическими расчетами — с чем физики ранее не сталкивались. Если существование этих аномалий подтвердится, это позволит ученым приступить к поискам «новой физики» в магнитных свойствах электронов.