Физики измерили магнитный момент единичного протона

Физикам удалось "поймать" отдельный протон и измерить значение его магнитного момента. Данная методика пригодится и для исследования составных частиц антивещества - антипротонов.

Магнитные свойства вещества определяются упорядоченностью магнитных моментов составляющих его атомов. Магнитный момент атома в свою очередь создается элементарными частицами, большинство из которых обладает своим магнитным моментом (исключительно квантовое явление). Важной характеристикой элементарной частицы является гиромагнитное отношение (g-фактор) - отношение дипольного магнитного момента частицы к ее механическому моменту.

До сих пор гиромагнитное отношение протона измерялось косвенно: протоны были не сами по себе, а в сопровождении свиты электронов. Команде физиков, возглавляемой Джошеном Вальцом (Jochen Walz) из университета Майнца, Германия, удалось изолировать протон и измерить его гиромагнитное отношение.

Для начала ученые "обстреляли" вещество электронами: при этом высвобождаются протоны, которые могут быть захвачены в магнитную ловушку. Затем они выпускали протоны из этой ловушки по одному, пока в ней не остался один-единственный протон. Внешнее магнитное поле вызвало прецессию (поворот оси) магнитного момента протона, частота которой зависит от g-фактора. Для измерения этой частоты физики облучали протон радиоволнами: частота, на которой происходил переворот ориентации магнитного момента протона, и была искомой.

Ценность эксперимента состояла не в уточнении характеристик протона - для этого у используемых приборов не хватило точности, но в отработке методики обращения с отдельными протонами. Как отмечают ученые, подобная методика подойдет и для исследования антипода этой частицы - антипротона. Согласно современным теоретическим представлениям, g-фактор антипротона должен быть по величине равен g-фактору протона, но экспериментально этого еще никто не проверял.

Читайте на CNews
Станут ли АЭС безопасными?
Россия: MS Office будет продаваться вместе с доступом в интернет
СМБ-компании смогут создать интернет-магазин в «облаке»