Фізики з Австралійського національного університету розробили найбільш чутливий метод вимірювання потенційної енергії атома: в межах однієї сотої децильйонної частки джоуля, або 10-35 Дж. Вони використовували його для підтвердження квантової електродинаміки (КЕД). Нагадаємо, це квантовополева теорія електромагнітних взаємодій, а також найбільш розроблена частина квантової теорії поля.
Дослідження, опубліковане цього тижня в журналі Science, засноване на визначенні кольору лазерного випромінювання, при якому атом гелію невидимий. Як зазначають автори нової роботи, експеримент є незалежним підтвердженням попередніх методів, що використовуються для тестування квантової електродинаміки. Серед них - вимірювання переходів з одного енергетичного стану атома в інше.
"Ця невидимість призначена тільки для певного атома і конкретного кольору світла. Тому її не можна використовувати для виготовлення мантії-невидимки, яку Гаррі Поттер використовував для дослідження темних закутків Гоґвортса, - пояснює Брайс Генсон, провідний автор нової роботи, співробітник Дослідницької школи фізики Австралійського національного університету. - Але нам вдалося вивчити деякі "закутки" теорії КЕД ".
За допомогою лазера надзвичайно високої роздільної здатності та атомів, охолоджених до 80 мільярдних часток градуса вище абсолютного нуля (80 нанокельвінів), вчені домоглися чутливості у вимірах енергії, яка була на 5 порядків менше, ніж енергія атомів, близько 10-35 Дж.
«Це настільки мало, що я не можу придумати жодного явища, з яким можна було б його порівняти», - додав автор дослідження.
Завдяки цим вимірам вчені змогли вивести дуже точні значення невидимого кольору гелію. Щоб порівняти свої результати з теоретичним прогнозом для КЕД, вони звернулися до професора Лі-Ян Тан з Китайської академії наук в Ухані і професора Гордона Дрейка з Віндзорського університету в Канаді. У підсумку, вчені домоглися того, що теоретичне значення було лише трохи нижче експериментального, а також в 1,7 рази перевищувало експериментальну похибку.
Читати далі:
Всередині Землі є ще «планета»: як вона врятувала життя, що зароджується
Нове дослідження спростовує теорію про передачу світлової енергії
Вчені додали в квантовий комп'ютер кремній: обчислення стали рекордно точними
