A pontosság közel 30-évnyi világrekordot döntött! A tudósok lézerfókusszal figyelik a Spintronikát

A tudósok a közelmúltban példátlan részletességgel értek el precíziós kísérletekben az elektronok megfigyelését, köszönhetően a lézeres fókuszálási technológiát alkalmazó innovatív kutatásuknak.
A közelmúltban az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának Thomas Jefferson National Accelerator Facility atomfizikusai nagy áttörést értek el: közel 30 éven keresztül sikerült megdönteni az elektronnyalábon belüli párhuzamos spinmérések világrekordját (ezt elektronnyaláb polarizációs mérésnek nevezik).
Ez a jelentős eredmény szilárd alapot biztosít egy sor nagy horderejű kísérlethez a Jefferson Labban, amelyek jelentős új felfedezéseket ígérnek a fizikában.
A Physical Review C folyóirat legújabb számában a Jefferson Lab kutatói tudományos felhasználókkal együttműködve beszámolnak méréseikről. Ezek az eredmények pontosabbak, mint a kaliforniai Menlo Parkban található SLAC National Accelerator Laboratoryban, 1994-1995-ban elvégzett SLAC Large Detector (SLD) kísérletben kapott benchmark mérések.
Dave Gaskell, a Jefferson Lab kísérleti magfizikusa és a tanulmány társszerzője azt mondta: "Soha senki sem tudta ilyen pontosan megmérni az elektronsugár polarizációját a világ bármely laboratóriumában. Ez a mérce, nem csak a Compton polarizációs módszerhez, de bármilyen elektronpolarizációs mérési technikához."
A Compton-polarizációs módszer egy elektronnyaláb polarizációjának mérési módszere fotonok (olyan fényrészecskék, amelyeket töltött részecskék, például elektronok) detektálásával. Ez a Compton-effektusként ismert szórási jelenség egy lézer és egy elektronsugár ütközésével valósulhat meg.
Mind az elektronok, mind a fotonok rendelkeznek egy spin nevű tulajdonsággal, amelyet a fizikusok szögmomentum segítségével írnak le. A spin a részecskék, például az elektronok velejárója, hasonló a tömeghez vagy a töltéshez. Ha a részecskék adott ideig ugyanabba az irányba forognak, ezt a mennyiséget polarizációnak nevezzük. A fizikusok számára alapvető fontosságú, hogy megértsék ennek a polarizációnak a központi tulajdonságát az anyag legapróbb léptékű feltárása során.
Mark Macrae Dalton, a Jefferson Lab másik fizikusa és a dolgozat társszerzője grafikusan ehhez hasonlítja: "Gondoljon egy elektronsugarat olyan eszköznek, amelyet a dolgok mérésére használ, például egy vonalzót. Ez a vonalzó hüvelykben vagy milliméterben van? minden mérés megértéséhez meg kell értenie ezt a vonalzót. Ellenkező esetben semmit sem mérhet."
A tudósok rendkívül nagy pontosságot értek el a Calcium Radius Experiment (CREX) során a Lead Radius Experiment (PREX-II) és a Calcium Radius Experiment (CREX) párhuzamos elvégzésével, hogy megszondázzák a közepesen nehéz atomok és a nehéz atomok magját, hogy megértsék. „neutronbőrük” szerkezetét.
Végül a Calcium Radius Experiment (CREX) során folyamatosan mérték az elektronsugár polarizációját Compton polarizációs módszerrel {{0}},36%-os pontossággal. Ez meghaladja az SLAC SLD kísérletben jelentett 0,5%-ot.
A pontosság világrekordjának megdöntésével és a spintronika alapos feltárásával a tudósok új áttöréseket és lehetőségeket hoztak a fizika területére. Ez az innovatív kutatás nemcsak bemutatja a lézeres fókuszálási technológiában rejlő hatalmas potenciált, hanem szilárd alapot teremt a jövőbeli kísérletekhez és felfedezésekhez.