A kvantumelektrodinamika (QED) elengedhetetlen része a részecskefizika standard modelljének, amely leírja az elemi részecskéket és kölcsönhatásaikat. Ezért fontos, hogy minden lehetséges helyzetben teszteljük.
A QED képességeinek vizsgálatához Lötzsch és munkatársai uránt használtak, amelynek magjában 92 proton található. Ez a mag hatalmas elektromos mezőt hoz létre, közel egymilliószor erősebbet, mint a hidrogén magé, és sokkal erősebbet, mint az ember által generált bármely mező. A kísérleteket olyan uránnal végezték, amelynek 92 normális elektronjából csak kettő maradt meg, így ionról vagy töltött részecskéről van szó. Ezt az urániont „uránhidrid-szerűnek” nevezik, mivel a héliumatomoknak általában csak két elektronjuk van.
Lötzsch és kollégái kísérleteiket a GSI Helmholtz Kutatóközpontban végezték Darmstadtban, Németországban, ahol meggyorsították az uránionokat és rézdarabokon átvezették őket. Az ionok közül minden elektromos részecskével csak egy maradt meg. Az uránionok a nitrogéngázon keresztülhaladva még egy elektront ragadtak meg, létrehozva az uránhidrid-szerű részecskét: egy uránmagot, amelyhez két elektron kapcsolódott. Ez a folyamat a két elektron közül az egyiket magasenergiás állapotban hagyta. Ezek az elektronok gyorsan csökkentették energiájukat az energiaszintek közötti ugrással. Az adott ugrásból származó röntgen sugárzást mérve a kutatók meghatározták ennek az ugrásnak az energiáját.
Mért energia egyetértett a QED alapján végzett előrejelzésekkel – az elmélet helytállt.
A erős elektromágneses mezőkben a „QED kiszámítása teljesen megváltozik a gyenge mezők esetén alkalmazott” – mondta Lötzsch a Jénai Friedrich Schiller Egyetemről (a forrás ismert?).
Általában a QED kiszámításainak figyelembe kell venniük az elektronok kölcsönhatásait a „virtuális” részecskékkel, amelyek folyamatosan felbukkannak és eltűnnek a létezés során a kvantumfizika szerint. Ez vonatkozik mind a egyes kölcsönhatásokra, mind kettős vagy többes kölcsönhatásokra. A töltött atommagok körüli erős elektromágneses mezőkben a két kölcsönhatás hatásának kiszámítása bonyolultabbá válik. A hidrogén vagy a hélium esetén történő enyhe módosítások helyett az elektromágneses mező radikálisan megváltoztatja a kiszámításokat. Emellett az uránhidrid-szerű esetében a két elektron kölcsönhatásait is számításba kell venni.
A nagyon feltöltött ionok „ideális mini-laboratóriumok, amelyek segítségével megérthetjük a fizika alapvető törvényeit a kvantumszinten”. Így az uránhidrid-szerű kísérletek új nézőpontot nyújtanak a kvantumelektrodinamika megértéséhez extrém körülmények között.
FAQ:
1. Mi a QED?
A QED a részecskefizika standard modelljének része, amely az elemi részecskék elektromágneses kölcsönhatásait írja le.
2. Mi a részecskefizika standard modellje?
A részecskefizika standard modellje az elemi részecskéket és kölcsönhatásaikat leíró elmélet.
3. Mi az atommag?
Az atommag az atom egyik része, amely a protonokat és a neutronokat tartalmazza.
4. Mi az elektromos mező?
Az elektromos mező olyan terület, ahol elektromos erők hatnak.
5. Mi az ion?
Az ion töltött részecske, amely akkor keletkezik, amikor egy atom elektront veszít vagy szerez.
6. Mi a kvantumfizika?
A kvantumfizika a fizika ága, amely a részecskék viselkedését mikroszkopikus szinten írja le.
Kapcsolódó linkek:
– Részecskefizika standard modellje: [domain.url]
– Kvantumelektrodinamika: [domain.url]
The source of the article is from the blog toumai.es