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研究重分子的替代方法將有助於尋找超出標準模型的現象

搜索超出標準模型的物理現象通常需要使用強大的工具,例如 大型強子對撞機,用於中微子、暗物質和奇異粒子的地下探測器。 此類設備的建造和維護成本極高,製造需要多年時間,而且數量稀少,導致科學家們排起了長隊。 多虧了來自荷蘭的科學家,這種情況現在可能會改變。 您開發了一種在實驗室條件下限制和檢查重分子的技術。

圖片來源:Pixabay/發布: 物理世界

重分子 是研究電子電偶極矩的極好對象。 然而,使用以前使用的方法,不可能在小型實驗室環境中捕獲它們。

確定電的標準技術 電子偶極矩 (eEDM) 使用高精度光譜儀。 然而,要做到這一點,分子首先必須減速並用激光或電阱捕獲。 問題是要發現超越的現象 標準型號 除此之外,您可能需要捕獲太重而無法用激光捕獲的分子。 另一方面,電阱能夠捕獲重離子,但不能捕獲電惰性分子。

格羅寧根大學、阿姆斯特丹自由大學和 Nikhef 研究所的研究人員通過創建由 化學反應 起源於溫度約為 20 開爾文的低溫氣體。 由於低溫,這些分子的初始速度為 190 m/s,而在室溫下約為 500 m/s。 然後這些分子被送入一個 4,5 米長的 Stark 緩速器,在那裡它們通過 交變電場 先剎車再停車。 SrF 分子仍被捕獲 50 毫秒。 在此期間,可以使用特殊的激光誘導系統對它們進行分析。 這樣的測量使得研究電子的特性成為可能,包括電偶極矩,以便人們可以尋找不對稱的跡象。

標準模型預測 eEDM 的存在,但它的值極小。 因此,尚未觀察到該性質。 eEDM 的觀察和研究可以表明物理現象的存在 超出標準模型 點。
荷蘭人研究的 SrF 分子的質量大約是迄今為止用類似方法研究過的其他分子的三倍。 我們的下一個目標是捕獲更重的分子,例如B. 氟化鋇 (BaF),其質量是 SrF 的 1,5 倍。 格羅寧根大學的物理學家 Steven Hoekstra 說,這樣的分子將是 eEDM 測量的更好目標。 因為分子越重,測量就越精確。

然而,捕獲重分子的能力不僅對研究電子的電偶極矩有用。 它還可用於在低能量下碰撞重分子以模擬太空條件。 這反過來又用於調查 量子水平上的相互作用 有用。 Hoekstra 說他和他的同事還將通過增加分子流的強度來提高測量的靈敏度。 我們還將嘗試捕獲更複雜的分子,如 BaOH 或 BaOCH3。 他宣布,我們還將使用我們的技術來研究手性分子的不對稱性。