Precizia bate recordul mondial de aproape 30-an! Oamenii de știință observă spintronica cu focalizare laser

Oamenii de știință au atins recent un nivel de detaliu fără precedent în observarea electronilor în experimente de precizie, datorită cercetărilor lor inovatoare folosind tehnologia de focalizare cu laser.
Recent, fizicienii nucleari de la Thomas Jefferson National Accelerator Facility din cadrul Departamentului de Energie al SUA au făcut o descoperire majoră: au reușit să doboare recordul mondial pentru măsurătorile de spin paralel într-un fascicul de electroni (numite măsurători de polarizare a fasciculului de electroni) timp de aproape 30 de ani.
Această realizare semnificativă oferă o bază solidă pentru o serie de experimente de mare profil la Jefferson Lab care promit să conducă la noi descoperiri majore în fizică.
În cel mai recent număr al revistei Physical Review C, cercetătorii Jefferson Lab, în ​​colaborare cu utilizatorii științifici, raportează măsurătorile lor. Aceste rezultate sunt mai precise decât măsurătorile de referință obținute din experimentul SLAC Large Detector (SLD) realizat în 1994-1995 la Laboratorul național de accelerare SLAC din Menlo Park, California.
Dave Gaskell, un fizician nuclear experimental la Jefferson Lab și coautor al lucrării, a spus: „Nimeni nu a fost vreodată capabil să măsoare atât de precis polarizarea unui fascicul de electroni în niciun laborator, oriunde în lume. Acesta este punctul de referință nu. numai pentru metoda de polarizare Compton, dar pentru orice tehnică de măsurare a polarizării electronilor.”
Metoda de polarizare Compton este o metodă de măsurare a polarizării unui fascicul de electroni prin detectarea fotonilor (particule de lumină care sunt împrăștiate de particule încărcate, cum ar fi electronii). Acest fenomen de împrăștiere, cunoscut sub numele de efectul Compton, poate fi realizat printr-o coliziune între un laser și un fascicul de electroni.
Atât electronii, cât și fotonii au o proprietate numită spin, pe care fizicienii o folosesc pentru a o descrie. Spinul este o proprietate inerentă a particulelor, cum ar fi electronii, similar cu masa sau sarcina. Când particulele se rotesc în aceeași direcție pentru o anumită perioadă de timp, această cantitate se numește polarizare. Este crucial pentru fizicieni să înțeleagă proprietatea centrală a acestei polarizări în explorarea materiei la cele mai mici scale.
Mark Macrae Dalton, un alt fizician la Jefferson Lab și coautor al lucrării, o aseamănă grafic cu: „Gândește-te la un fascicul de electroni ca la un instrument pe care îl folosești pentru a măsura lucruri, ca o riglă. Este această riglă în inci sau milimetri? trebuie să înțelegi această riglă pentru a înțelege orice măsurătoare. Altfel, nu poți măsura nimic."
Oamenii de știință au obținut o precizie ultra-înaltă în timpul experimentului cu rază de calciu (CREX) prin efectuarea experimentului cu rază de plumb (PREX-II) în tandem cu experimentul cu rază de calciu (CREX) pentru a sonda nucleele atomilor mediu-grei și a celor grei pentru a înțelege structura „piei de neutroni” a acestora.
În cele din urmă, în timpul experimentului cu rază de calciu (CREX), au măsurat continuu polarizarea fasciculului de electroni prin metoda de polarizare Compton cu o precizie de {{0}},36%. Acest lucru depășește 0,5% raportat în experimentul SLAC SLD.
Prin doborârea recordului mondial de acuratețe și explorând spintronica în profunzime, oamenii de știință au adus noi descoperiri și posibilități în domeniul fizicii. Această cercetare inovatoare nu numai că demonstrează potențialul puternic al tehnologiei de focalizare cu laser, ci și pune o bază solidă pentru experimente și descoperiri viitoare.