Физики напрямую измерили магнитный момент иона гелия-3
Немецкие и японские физики напрямую измерили магнитный момент иона 3He+. Новое измерение вместе с точными квантовоэлектродинамическими расчетами, позволило лучше понять устройство ядра гелия, в частности его неэкранированный магнитный момент и размер. Новые данные помогут превратить гелий-3 в абсолютный магнитометрический стандарт. Исследование опубликовано в Nature.
Прогресс в квантовой физике можно условно разделить на экстенсивный и интенсивный. К первому можно отнести поиск квантовых и когерентных свойств у все более крупных и сложных объектов, ко второму — более детальное и точное исследование простых систем. Сюда можно отнести прецизионную физику атомов с легкими ядрами, содержащими небольшое количество протонов и электронов.
Действительно, чем меньше тел в задаче, тем точнее ее можно решить. С ростом точности теоретикам приходится принимать во внимание все большее количество эффектов, которые ранее были незаметны, а экспериментаторам — усовершенствовать свои установки, чтобы уменьшать или компенсировать новые неопределенности. Мерилом правильности становится согласие теории и эксперимента, однако прогресс в этом направлении часто обнажает нестыковки. Ярким примером этого можно считать загадку радиуса протона, которой мы посвятили материал «Щель в доспехах», отклонения в значении аномального магнитного момента мюона и многое другое.
К числу важнейших для физики легких атомов можно отнести 3He и его ион 3He+. Ядро этих атомов обладает рекордной чувствительностью к магнитному полю, поэтому физики предлагают использовать сигнал ядерного магнитного резонанса (ЯМР) в гелии-3 в качестве стандарта магнитометрии. Уже сейчас ячейки с этим изотопом используются в эксперименте по сверхточному определению мюонного магнитного момента.