นักฟิสิกส์วัดค่าคงที่ของโครงสร้างละเอียดได้โดยตรงเป็นครั้งแรก

นักฟิสิกส์วัดค่าคงที่ของโครงสร้างละเอียดได้โดยตรงเป็นครั้งแรก

ค่าของค่าคงที่ของโครงสร้างละเอียด บางทีอาจเป็นค่าคงที่ที่สำคัญที่สุดในธรรมชาติเนื่องจากเป็นตัวกำหนดความแรงของแม่เหล็กไฟฟ้า ได้รับการวัดโดยตรงโดยนักวิจัยในออสเตรียและสหรัฐอเมริกา เทคนิคที่พวกเขาใช้เกี่ยวข้องกับการวัดว่าโพลาไรเซชันของแสงหมุนมากน้อยเพียงใดเมื่อผ่านฉนวนทอพอโลยีแม่เหล็ก และแม้ว่าจะไม่แม่นยำเท่าวิธีอื่นๆ นักวิจัยเชื่อว่าความตรงของแสง

อาจนำไปสู่

การทดสอบที่ชัดเจนขึ้นว่าค่าคงที่ที่คาดคะเนนี้จะแปรผันเกินหรือไม่ เวลา .ค่าคงที่ของโครงสร้างละเอียด ซึ่งแสดงแทนด้วย α เป็นจำนวนไร้มิติที่มีการตีความทางกายภาพซึ่งพัฒนาไปพร้อมกับความเข้าใจของนักฟิสิกส์เกี่ยวกับแม่เหล็กไฟฟ้า เมื่อ นำเสนอในปี 1916 มันคือความเร็วของอิเล็กตรอน

ในวงโคจรวงกลมแรกของแบบจำลองอะตอมของ Bohr หารด้วยความเร็วแสงในสุญญากาศ ในควอนตัมอิเล็กโทรไดนามิกส์ ค่าคงที่ของการมีเพศสัมพันธ์จะเป็นตัวกำหนดความแข็งแกร่งของอันตรกิริยาระหว่างอิเล็กตรอนและโฟตอน อย่างไรก็ตาม สิ่งที่ยังคงไม่มีปัญหาคือความเป็นศูนย์กลาง

ของฟิสิกส์ และความจริงที่ว่ามันไม่สามารถคำนวณได้ในทางทฤษฎี  มันเป็นพารามิเตอร์อิสระที่ต้องใส่เข้าไปในแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์ของอนุภาค ค่าของมันอยู่ที่ประมาณ 1/137กำลังมองหา αดังนั้น นักฟิสิกส์จึงกระตือรือร้นที่จะจำกัด α ให้แม่นยำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และที่สำคัญคือต้องพิสูจน์ว่า

ในความเป็นจริงแล้วมันคงที่ตลอดประวัติศาสตร์จักรวาลวิทยาหรือไม่ การวัดที่แม่นยำที่สุดในปัจจุบันคือ 1/137.03599920611 โดยมีความไม่แน่นอน 81 ส่วนต่อล้านล้าน – ทำโดยใช้การหดตัวของอะตอมรูบิเดียมเมื่อกระทบกับโฟตอนเพื่อวัดมวลของอะตอม นักวิจัยคนอื่นๆ วัดค่าโดยใช้โมเมนต์แม่เหล็ก

ของอิเล็กตรอน หรือแรงบิดที่อิเล็กตรอนสัมผัสในสนามแม่เหล็ก แต่การวัดทั้งหมดจนถึงปัจจุบันเป็นค่าทางอ้อม: “คุณวัดตัวเลขต่างๆ สองสามค่า แล้วหารหรือคูณพวกมัน ได้ค่าคงที่ของโครงสร้างที่ดี” Andrei Pimenovจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเวียนนา (TU Wien) ซึ่งเป็นผู้นำในการวัดค่าใหม่อธิบาย

ความจำเป็น

ในการวัดหลายครั้งทำให้ความพยายามเพื่อให้ได้ความแม่นยำสูงขึ้นซับซ้อนขึ้น และทำให้ยากต่อการตีความค่าเบี่ยงเบนที่คาดไม่ถึง “ลองนึกภาพว่าคุณวัดค่าคงที่ของโครงสร้างละเอียดแล้วเห็นว่ามีบางอย่างเปลี่ยนไป” Pimenov กล่าว “หากการทดสอบของคุณเป็นการผสมผสานระหว่างการทดสอบต่างๆ

หลายๆ แบบ คุณจะไม่รู้ว่าการทดสอบใดเจาะจงและจำนวนเฉพาะใดที่เป็นสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงนี้”การเปลี่ยนแปลงโพลาไรเซชันเชิงปริมาณในงานวิจัยล่าสุดซึ่งตีพิมพ์ และเพื่อนร่วมงานที่ TU Wien และมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแองเจลิส ในสหรัฐอเมริกาได้ส่งผ่านรังสีเทอร์เฮิร์ตซ์โพลาไรซ์

ผ่านฉนวนทอพอโลยีด้วยสูตรทางเคมี ( Cr 0.12 Bi 0.26 Sb 0.62 ) 2 Te 3และสังเกตว่าโพลาไรซ์เปลี่ยนไปอย่างไร เนื่องจากปฏิสัมพันธ์ของโฟตอนกับสนามแม่เหล็กไฟฟ้า การใช้สนามแม่เหล็กอาจทำให้แสงโพลาไรซ์หมุนได้ ที่สนามสูงและอุณหภูมิต่ำ การเปลี่ยนแปลงของโพลาไรเซชันเหล่านี้

จะถูกวัดปริมาณ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่าควอนตัมฮอลล์เอฟเฟกต์ขนาดของการเปลี่ยนแปลงเชิงปริมาณเหล่านี้เป็นสัดส่วนกับค่าคงที่ของโครงสร้างที่ดี ดังนั้นโดยหลักการแล้ว วัสดุใดๆ ที่แสดงเอฟเฟกต์ควอนตัมฮอลล์สามารถใช้วัดได้ แต่มีข้อผิดพลาด: “ในกรณีปกติ คุณต้องใช้สนามแม่เหล็ก

ขนาดใหญ่”

อธิบาย ความแรงของฟิลด์ที่ใช้นี้จะปรากฏในสมการ ทำให้การสอบเทียบทำได้ยากอย่างไรก็ตาม วัสดุที่ Pimenov และเพื่อนร่วมงานใช้ประกอบด้วยไอออนของโครเมียม สิ่งเหล่านี้ทำให้วัสดุมีสนามแม่เหล็กในตัว หมายความว่าโพลาไรเซชันของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ตกกระทบจะหมุนได้

แม้ไม่มีสนามที่ใช้ (เอฟเฟกต์ Hall ความผิดปกติทางควอนตัม) ยิ่งไปกว่านั้น เนื่องจากวัสดุเป็นฉนวนทอพอโลยี สนามแม่เหล็กนี้จึงไม่แปรผันตามทอพอโลยี ดังนั้น เมื่อแสงโพลาไรซ์ระนาบส่องผ่านวัสดุ โพลาไรเซชันของมันจะหมุนด้วยค่าคงที่ของโครงสร้างละเอียดจำนวนเต็มทวีคูณที่แม่นยำ “ในการพิสูจน์สิ่งนี้ 

คุณต้องเขียนสมการเชิงทอพอโลยีที่ซับซ้อน แต่คุณไม่สามารถมี 0.5α หรือ 0.6α ได้” กล่าว “เป็น -1 หรือ +1 อย่างใดอย่างหนึ่ง”“แค่การทดลองแรก”ค่าที่ Pimenov และเพื่อนร่วมงานของเขาได้รับสำหรับค่าคงที่ของโครงสร้างที่ดีคือประมาณ 1/137 ตามที่คาดไว้ อย่างไรก็ตาม เขายอมรับว่า

ประเทศสหรัฐอเมริกา กล่าวว่าเขาพบว่า “น่าสนใจ” แม้ว่าเขาจะเสริมว่า “ดูเหมือนว่านักวิจัยได้รับผลการวิจัยจำนวนมากในสิ่งพิมพ์ก่อนหน้านี้แล้ว ” ดังนั้น Ge จึงเสนอว่าผลลัพธ์ใหม่เพียงอย่างเดียวในงานล่าสุดคือด้านขวาของสมการหนึ่งเป็นสัดส่วนกับค่าคงที่ของโครงสร้างที่ดี อย่างไรก็ตาม อ้างว่างานนี้

แสดงถึงความก้าวหน้าที่สำคัญ: “ผลลัพธ์หลักของงานนี้คือความสามารถในการรับค่าคงที่ทางกายภาพพื้นฐานในการทดลองโดยตรงที่ไม่ต้องพึ่งพาการวัดหรือการสอบเทียบอื่นใด” เขากล่าว “ตรงกันข้าม ในงานก่อนหน้านี้ไม่มีการวัดค่าคงที่พื้นฐาน” “ความแม่นยำของเรายังไม่ดีนัก” เพราะ

และการประสานเสียงตามความน่าจะเป็น โดยใช้การสุ่มโดยธรรมชาติของการวัดสถานะคิวบิตเพื่อกำหนดโน้ตวิทยาศาสตร์เข้าถึงประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับการทดลองของพวกเขาได้”ควรพบ TDE อย่างน้อย 10,000 ครั้ง โดยอาจอยู่ระหว่างหนึ่งถึง 10 เปอร์เซ็นต์ที่แสดงไอพ่นสัมพัทธภาพ 

เขาพูดสั้นๆ โดยพาดพิงถึงแนวคิดเก่าๆ ของจักรวาล “ดนตรีของทรงกลมท้องฟ้า” (แนวคิดที่ว่าการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และดาวเคราะห์เป็นรูปแบบหนึ่งของดนตรี ) ระบบนี้ทำงานบนการจำลองแบบคลาสสิกของสถานะควอนตัมที่ดำเนินการโดยคอมพิวเตอร์ทั่วไป แทนที่จะเป็นอุปกรณ์ควอนตัมจริง นี่เป็นเพราะมันต้องการความรู้ที่สมบูรณ์เกี่ยวกับสถานะควอนตัม 

Credit : ฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ