Циклотронное випромінювання від одиничного електрона

Вченим з колаборації Project 8, в яку входять 27 фізиків з шести установ США і Німеччини, вперше вдалося спостерігати циклотронное випромінювання від одиничного електрона і виміряти його енергію. Результати своїх досліджень автори опублікували в журналі Physical Review Letters, а коротко з ними можна ознайомитися на сайті Science News.

Циклотронное випромінювання
Зображення: Adrian Cho / Science

Установка, в якій колаборація Project 8 вперше спостерігала електромагнітні хвилі від одиничного електрона, розташована у Вашингтонському університеті в Сіетлі. Вона являє собою невелику комірку (розміром приблизно з чашку еспрессо), заповнену перебувають під низьким тиском охолодженим радіоактивним газом криптон-83 і оточену надпровідним магнітом з індукцією в один тесла. Аналогічне за порядком магнітне полі мають відхиляючі дипольні магніти Великого адронного коллайдера.

В результаті радіоактивного бета-розпаду ізотопу криптон-83 випускається електрон, який у зовнішньому магнітному полі починає обертатися по круговій орбіті. Як пророчив ще в 1904 році Олівер Хевисайд, це може призвести до циклотронному випромінювання, яке на частоті близько 25 гігагерц і визначали чутливі мікрохвильові датчики установки. Величина енергії цього випромінювання, яке вдалося визначити вченим, дорівнює 30 электронвольтам.

Крім електрона, в результаті бета-розпаду утворюється інший лептон — нейтрино. Дослідженням властивостей цієї частинки і присвячена основна діяльність колаборації Project 8. У Стандартній моделі фізики елементарних частинок маса нейтрино дорівнює нулю, однак дані експериментів вказують, що лептон все ж має невелику масу.

Схема експериментальної установки у Вашингтонському університеті
Зображення: APS / Alan Stonebraker, based on a drawing by Ben Monreal / UCSB

В цьому випадку значення енергії утворюються в результаті бета-розпаду електронів повинно бути менше, ніж якщо б нейтрино були безмассовыми, що дозволяє вченим отримати обмеження на масу цієї надзвичайно легкої частинки. В даний час верхнє обмеження на масу нейтрино дорівнює 0,01-0,05 электронвольтам. Останнє значення в десять мільйонів разів менше маси електрона. Природа такого розриву між масами лептонів становить одну з основних загадок фізики елементарних частинок.

Джерело: Стрічка.ру

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *