Preciznost oborila skoro 30-godišnji svjetski rekord! Naučnici posmatraju spintroniku pomoću laserskog fokusa

Naučnici su nedavno postigli neviđen nivo detalja u posmatranju elektrona u preciznim eksperimentima, zahvaljujući svojim inovativnim istraživanjima koristeći tehnologiju laserskog fokusiranja.
Nedavno su nuklearni fizičari u Nacionalnom akceleratorskom postrojenju Thomasa Jeffersona pri Ministarstvu energetike SAD-a napravili veliki iskorak: uspjeli su oboriti svjetski rekord u mjerenju paralelnog spina unutar elektronskog snopa (koji se naziva mjerenjem polarizacije elektronskog snopa) za skoro 30 godina.
Ovo značajno dostignuće pruža solidnu osnovu za seriju eksperimenata visokog profila u Jefferson Lab-u koji obećavaju da će dovesti do velikih novih otkrića u fizici.
U najnovijem broju časopisa Physical Review C, istraživači Jefferson Lab-a, u saradnji sa naučnim korisnicima, izvještavaju o svojim mjerenjima. Ovi rezultati su precizniji od referentnih mjerenja dobivenih iz eksperimenta SLAC Large Detector (SLD) sprovedenog u 1994-1995 u SLAC National Accelerator Laboratory u Menlo Parku, Kalifornija.
Dave Gaskell, eksperimentalni nuklearni fizičar iz Jefferson Lab-a i koautor rada, rekao je: "Niko nikada nije bio u stanju da tako precizno izmjeri polarizaciju elektronskog snopa ni u jednom laboratoriju bilo gdje u svijetu. Ovo je mjerilo, a ne samo za Comptonov metod polarizacije, ali za bilo koju tehniku ​​mjerenja polarizacije elektrona."
Metoda Comptonove polarizacije je metoda mjerenja polarizacije elektronskog snopa detekcijom fotona (svjetlosnih čestica koje su raspršene nabijenim česticama kao što su elektroni). Ovaj fenomen raspršenja, poznat kao Comptonov efekat, može se ostvariti sudarom između lasera i snopa elektrona.
I elektroni i fotoni imaju svojstvo zvano spin, za koje fizičari koriste ugaoni moment. Spin je svojstvo čestica kao što su elektroni, slično masi ili naboju. Kada se čestice vrte u istom smjeru određeno vrijeme, ova veličina se naziva polarizacija. Za fizičare je ključno da shvate centralno svojstvo ove polarizacije u istraživanju materije na najsitnijim razmjerima.
Mark Macrae Dalton, još jedan fizičar iz Jefferson Lab-a i koautor rada, grafički ga upoređuje sa: "Zamislite o elektronskom snopu kao o alatu koji koristite za mjerenje stvari, poput ravnala. Da li je ovo ravnalo u inčima ili milimetrima? Vi morate razumjeti ovo ravnalo da biste razumjeli bilo koje mjerenje. Inače, ne možete ništa izmjeriti."
Naučnici su postigli ultra-visoku preciznost tokom eksperimenta sa radijusom kalcijuma (CREX) izvodeći eksperiment sa radijusom olova (PREX-II) u tandemu sa eksperimentom sa radijusom kalcijuma (CREX) kako bi ispitali jezgra srednje teških atoma i teških atoma da bi razumeli struktura njihove "neutronske kože".
Konačno, tokom eksperimenta sa radijusom kalcijuma (CREX), oni su kontinuirano mjerili polarizaciju snopa elektrona Comptonovom polarizacijskom metodom sa tačnošću od {{0}}}.36%. Ovo premašuje 0,5% prijavljenih u SLAC SLD eksperimentu.
Obarajući svetski rekord u preciznosti i dubinski istražujući spintroniku, naučnici su doneli nova otkrića i mogućnosti u polju fizike. Ovo inovativno istraživanje ne samo da pokazuje moćan potencijal tehnologije laserskog fokusiranja, već i postavlja čvrst temelj za buduće eksperimente i otkrića.