Tikslumas pasiekė beveik 30-metų pasaulio rekordą! Mokslininkai stebi spintroniką fokusuodami lazeriu

Mokslininkai neseniai pasiekė precedento neturintį detalumo lygį, stebėdami elektronus preciziniais eksperimentais dėl savo novatoriškų tyrimų naudojant lazerinio fokusavimo technologiją.
Neseniai JAV Energetikos departamento Thomaso Jeffersono nacionalinio greitintuvo įrenginio branduolio fizikai padarė didelį proveržį: jiems pavyko sumušti beveik 30 metų pasaulio lygiagrečių sukimosi matavimų elektronų pluošte (vadinamų elektronų pluošto poliarizacijos matavimais) rekordą.
Šis reikšmingas pasiekimas suteikia tvirtą pagrindą aukšto lygio eksperimentams Jefferson laboratorijoje, kurie žada pasiekti didelių naujų fizikos atradimų.
Naujausiame žurnalo Physical Review C numeryje Jefferson Lab mokslininkai, bendradarbiaudami su moksliniais vartotojais, praneša apie savo matavimus. Šie rezultatai yra tikslesni nei etaloniniai matavimai, gauti iš SLAC didelio detektoriaus (SLD) eksperimento, atlikto 1994-1995 SLAC nacionalinėje greitintuvo laboratorijoje Menlo parke, Kalifornijoje.
Dave'as Gaskell, eksperimentinis branduolio fizikas iš Jefferson Lab ir šio straipsnio bendraautorius, sakė: "Niekas niekada negalėjo taip tiksliai išmatuoti elektronų pluošto poliarizacijos jokioje laboratorijoje bet kurioje pasaulio vietoje. Tai yra etalonas. tik Compton poliarizacijos metodui, bet bet kokiam elektronų poliarizacijos matavimo metodui.
Komptono poliarizacijos metodas – tai elektronų pluošto poliarizacijos matavimo metodas, aptinkant fotonus (šviesos daleles, kurias išsklaido įkrautos dalelės, pavyzdžiui, elektronai). Šis sklaidos reiškinys, žinomas kaip Komptono efektas, gali būti realizuotas susidūrus lazeriui ir elektronų pluoštui.
Tiek elektronai, tiek fotonai turi savybę, vadinamą sukimu, kurią fizikai apibūdina kampiniu momentu. Sukas yra būdinga dalelių, tokių kaip elektronai, savybė, panaši į masę ar krūvį. Kai dalelės tam tikrą laiką sukasi ta pačia kryptimi, šis dydis vadinamas poliarizacija. Fizikams labai svarbu suprasti pagrindinę šios poliarizacijos savybę tyrinėjant medžiagą mažiausiu mastu.
Markas Macrae'as Daltonas, kitas Jefferson Lab fizikas ir šio straipsnio bendraautorius, grafiškai jį palygina su: „Pagalvokite apie elektronų pluoštą kaip įrankį, kurį naudojate daiktams matuoti, pavyzdžiui, liniuotę. Ar ši liniuotė yra coliais ar milimetrais? Turite suprasti šią liniuotę, kad suprastumėte bet kokį matavimą. Priešingu atveju jūs nieko negalėsite išmatuoti."
Kalcio spindulio eksperimento (CREX) metu mokslininkai pasiekė itin aukštą tikslumą, atlikdami švino spindulio eksperimentą (PREX-II) kartu su kalcio spindulio eksperimentu (CREX), siekdami ištirti vidutinio sunkumo atomų ir sunkiųjų atomų branduolius, kad suprastų. jų „neutronų sluoksnių“ struktūra.
Galiausiai Kalcio spindulio eksperimento (CREX) metu jie nuolat matavo elektronų pluošto poliarizaciją Komptono poliarizacijos metodu {{0}},36% tikslumu. Tai viršija 0,5 %, nurodytą SLAC SLD eksperimente.
Sumušdami pasaulio tikslumo rekordą ir nuodugniai tyrinėdami spintroniką, mokslininkai atnešė naujų proveržių ir galimybių fizikos srityje. Šis novatoriškas tyrimas ne tik parodo galingą lazerinio fokusavimo technologijos potencialą, bet ir padeda tvirtą pagrindą būsimiems eksperimentams ir atradimams.