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编译者:蒿巧利发布时间:2021-4-14点击量:9 来源栏目:基于原子的精密测量物理科技动态快报

每个物理学家都知道一个称为精细结构常数α的基本常数的近似值(1/137)。该常数描述了粒子物理学标准模型中基本粒子之间电磁力的强度,因此对于物理学的基础至关重要。例如,氢原子的结合能(使原子的电子和质子分裂所需的能量)约为与电子质量相关的能量的α2/ 2倍。此外,电子的磁矩比带电的点状粒子的预期磁矩小大约1 +α/(2π)倍。磁矩的这种“异常”已被证实具有越来越高的准确性,成为标准模型的最大胜利。莫雷尔等人在《自然》中报道了对α的测量,其精确度为每万亿分之81,比先前的最佳测定结果提高了2.5倍。

α的测量包括三个步骤。首先,激光束使原子吸收并发射多个光子,并在此过程中反冲。原子的质量是通过测量该后坐力的动能来推导的。其次,使用原子质量与电子质量的精确已知比率来计算电子质量。第三,由电子的质量和氢原子的结合能确定α,这从光谱学可以得知。

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