Tính được chính xác moment từ electron

Một electron, cũng như những hạt dưới nguyên tử khác có mang điện, thật ra là một nam châm nhỏ xíu – nó xoay tròn giống như một con quay, mang lại cho nó một moment từ riêng.

Chính sự biến thiên tinh vi ở moment từ này gây ra bởi sự phát xạ và hấp thụ lại các photon, một hiện tượng lượng tử gọi là moment từ dị thường, là cái mà giáo sư Toichiro "Tom" Kinoshita đã nghiên cứu trong suốt quãng đời sự nghiệp của mình.

Trong hai bài báo sắp đăng trên tạp chí Physical Review Letters, Kinoshita và các đồng sự đã tính được giá trị moment từ dị thường của electron và muon đến mức độ chính xác nhất được biết đối với vật lí học.

Hai bài báo đó giải thích làm thế nào các nhà nghiên cứu định giá moment từ dị thường của electron và muon đến lũy thừa năm của hằng số cấu trúc tinh tế. Đây là giá trị cơ bản cố định của một tương tác điện từ.

Đó là một phép tính chính xác chưa có tiền lệ bao gồm hơn 12.000 giản đồ Feynman phức tạp, chúng mô tả trực quan cách electron và photon tương tác. Các nhà nghiên cứu đã có thể thu được phép tính này sau hơn 10 năm làm việc với các siêu máy tính tại trung tâm RIKEN ở Nhật. Các phép tính cho phép các nhà nghiên cứu xác định giá trị moment từ dị thường đến độ chính xác 1 phần 1,5 tỉ.

Các hạt sơ cấp và các lực cơ bản được mô tả rất tốt bởi Mô hình Chuẩn, nhưng theo Kinoshita có một số dấu hiệu vẫn có nền vật lí mới để mà khám phá – một nguyên lí thúc đẩy nghiên cứu của ông.

“Nếu bạn thúc lí thuyết và thực nghiệm đủ mạnh, bạn có thể đạt tới chỗ lí thuyết và thực nghiệm rõ ràng không hợp nhau,” ông nói. “Và điều đó có nghĩa là có một nền vật lí mới nào đó vừa vặn nhìn thấy ở bên ngoài đường chân trời ở xa.”

123physics (thuvienvatly.com)
Nguồn: Đại học Cornell