Точность побивает мировой рекорд почти 30-года! Ученые наблюдают за спинтроникой с помощью лазерного фокуса

Недавно ученые достигли беспрецедентного уровня детализации наблюдения за электронами в прецизионных экспериментах благодаря своим инновационным исследованиям с использованием технологии лазерной фокусировки.
Недавно физики-ядерщики из Национального ускорительного комплекса им. Томаса Джефферсона при Министерстве энергетики США совершили крупный прорыв: им удалось побить мировой рекорд по параллельным измерениям спина внутри электронного луча (так называемым измерениям поляризации электронного луча) на протяжении почти 30 лет.
Это значительное достижение обеспечивает прочную основу для серии громких экспериментов в Лаборатории Джефферсона, которые обещают привести к новым крупным открытиям в физике.
В последнем выпуске журнала Physical Review C исследователи лаборатории Джефферсона в сотрудничестве с научными пользователями сообщают о своих измерениях. Эти результаты более точны, чем эталонные измерения, полученные в ходе эксперимента с большим детектором SLAC (SLD), проведенного в 1994-1995 в Национальной ускорительной лаборатории SLAC в Менло-Парке, Калифорния.
Дэйв Гаскелл, физик-экспериментатор-ядерщик из лаборатории Джефферсона и соавтор статьи, сказал: «Никто никогда не мог так точно измерить поляризацию электронного луча ни в одной лаборатории мира. только для метода поляризации Комптона, но и для любого метода измерения электронной поляризации».
Метод поляризации Комптона — это метод измерения поляризации электронного луча путем обнаружения фотонов (легких частиц, которые рассеиваются заряженными частицами, такими как электроны). Это явление рассеяния, известное как эффект Комптона, может быть реализовано при столкновении лазера и электронного луча.
И электроны, и фотоны обладают свойством, называемым спином, для описания которого физики используют угловой момент. Спин — это неотъемлемое свойство таких частиц, как электроны, подобное массе или заряду. Когда частицы вращаются в одном и том же направлении в течение заданного времени, эта величина называется поляризацией. Физикам крайне важно понять главное свойство этой поляризации при исследовании материи в мельчайших масштабах.
Марк Макрей Далтон, другой физик из лаборатории Джефферсона и соавтор статьи, графически сравнивает это со словами: «Думайте об электронном луче как об инструменте, который вы используете для измерения вещей, например о линейке. Эта линейка измеряется в дюймах или миллиметрах? Вы Чтобы понять любое измерение, нужно понять эту линейку. В противном случае вы ничего не сможете измерить».
Ученые достигли сверхвысокой точности в ходе эксперимента с кальциевым радиусом (CREX), проведя эксперимент с радиусом свинца (PREX-II) в тандеме с экспериментом с кальциевым радиусом (CREX), чтобы исследовать ядра атомов средней тяжести и тяжелых атомов, чтобы понять строение их «нейтронной шкуры».
Наконец, во время эксперимента с кальциевым радиусом (CREX) они непрерывно измеряли поляризацию электронного пучка методом поляризации Комптона с точностью {{0}},36%. Это превышает 0,5%, зарегистрированные в эксперименте SLAC SLD.
Побив мировой рекорд точности и углубленно исследуя спинтронику, учёные привнесли новые прорывы и возможности в область физики. Это инновационное исследование не только демонстрирует мощный потенциал технологии лазерной фокусировки, но и закладывает прочную основу для будущих экспериментов и открытий.