Макс Планкийн цөмийн физикийн хүрээлэнгийн судлаачид цөмийн физикийн хязгааргүй жижиг өөрчлөлтийг амжилттай хэмжиж чаджээ. Масс Гейдельберг дэх хүрээлэнгийн хэт нарийн Pentatrap атомын тэнцвэрийг ашиглан доторх электронуудын квант үсрэлтийн дараа бие даасан атомуудын.
Сонгодог механикт "Масс' гэдэг нь аливаа объектын чухал физик шинж чанар бөгөөд өөрчлөгддөггүй - жин нь "таталцлын хурдатгал" -аас хамааран өөрчлөгддөг. Масс тогтмол хэвээр байна. Массын тогтмол байдлын тухай энэхүү ойлголт нь Ньютоны механикийн үндсэн үндэслэл боловч квант ертөнцөд тийм биш юм.
Эйнштейний харьцангуйн онол нь масс-энергийн эквивалент гэсэн ойлголтыг өгсөн бөгөөд энэ нь үндсэндээ объектын масс үргэлж тогтмол байх албагүй; үүнийг (тэнцэх хэмжээний) энерги болон эсрэгээр хувиргаж болно. Энэхүү харилцан хамаарал буюу массын харилцан солилцох чадвар ба эрчим хүчний харилцан уялдаатай байх нь шинжлэх ухааны гол сэтгэлгээний нэг бөгөөд алдартай E=mc тэгшитгэлээр өгөгддөг2 Эйнштейний харьцангуйн тусгай онолын дериватив нь Е нь энерги, m нь масс, c нь вакуум дахь гэрлийн хурд юм.
Энэ тэгшитгэл нь E=mc2 хаа сайгүй тоглож байгаа боловч мэдэгдэхүйц ажиглагдаж байна, жишээ нь, атомын цөмийн задрал ба цөмийн хайлуулах урвалын үед массын хэсэгчилсэн алдагдал асар их хэмжээний энерги үүсгэдэг реакторууд.
Атомын доорх ертөнцөд электрон нэг рүү үсрэх эсвэл нэг рүү үсрэх үед тойрог замын нөгөөд нь хоёр квант түвшний хоорондох "энергийн түвшний зөрүү"-тэй тэнцэх хэмжээний энерги шингэж эсвэл ялгардаг. Иймд масс-энергийн эквивалентийн томьёоны дагуу a атомын энерги шингээх үед нэмэгдэж, энерги ялгарах үед эсрэгээр буурах ёстой. Гэвч атом доторх электронуудын квант шилжилтийн дараах атомын массын өөрчлөлтийг хэмжихэд маш бага байх болно; өнөөг хүртэл боломжгүй зүйл. Гэхдээ дахиж үгүй!
Макс Планкийн нэрэмжит Цөмийн физикийн хүрээлэнгийн судлаачид бие даасан атомуудын массын энэхүү хязгааргүй бага өөрчлөлтийг анх удаа амжилттай хэмжиж, физикийн хамгийн өндөр цэг байж магадгүй юм.
Үүнд хүрэхийн тулд Макс Планкийн хүрээлэнгийн судлаачид Гейдельберг дэх хүрээлэнгийн хэт нарийн Pentatrap атомын тэнцвэрийг ашигласан. ПЕНТАТРАП Энэ нь "өндөр нарийвчлалтай Penning trap масс спектрометр" гэсэн үг бөгөөд электронуудын квант үсрэлтийн дараа атомын масс дахь хязгааргүй бага өөрчлөлтийг хэмжиж чаддаг баланс юм.
Тиймээс PENTATRAP нь атом доторх метастав электрон төлөвийг илрүүлдэг.
Тайлан нь Рений дэх газрын болон өдөөгдсөн төлөвүүдийн хоорондох массын зөрүүг хэмжих замаар метастабил электрон төлөвийн ажиглалтыг тайлбарласан болно.
***
Ашигласан материал:
1. Max-Planck-Gesellschaft 2020. Мэдээллийн өрөө – Пентатрап нь квант төлөв хоорондын массын ялгааг хэмждэг. 07 оны тавдугаар сарын 07-нд нийтэлсэн. Онлайнаар авах боломжтой https://www.mpg.de/14793234/pentatrap-quantum-state-mass?c=2249 07 оны 2020-р сарын XNUMX-нд хандсан.
2. Schüssler, RX, Bekker, H., Braß, M. et al. Пеннинг трап масс спектрометрээр метастабил электрон төлөвийг илрүүлэх. Байгаль 581, 42–46 (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2221-0
3. JabberWok at English Q52, 2007. Bohr atom model. [зураг онлайн] Эндээс авах боломжтой https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bohr_atom_model.svg 08 руу нэвтэрсэн 2020 байж болно.
***
