マックス・プランク核物理研究所の研究者らは、原子核物理学の極めて小さな変化を測定することに成功した。 質量 ハイデルベルクの研究所の超精密ペンタトラップ原子平衡を使用して、内部の電子の量子ジャンプに続く個々の原子の状態を測定します。
古典力学では、「質量「」は、変化しない物体の重要な物理的特性です。重量は「重力による加速度」に応じて変化しますが、 質量 一定のまま。この質量の不変性の概念はニュートン力学では基本前提ですが、量子の世界ではそうではありません。
アインシュタインの相対性理論は、質量とエネルギーの等価性の概念を与えましたが、これは基本的に、物体の質量が常に一定である必要はないことを暗示しています。それは（等量の）エネルギーに変換でき、またその逆も可能です。質量と質量のこの相互関係または交換可能性 エネルギー 相互に影響し合うことは科学における中心的な考え方の 1 つであり、有名な方程式 E=mc で与えられます。2 Eがエネルギー、mが質量、cが真空中の光速である、アインシュタインの特殊相対性理論の導関数として。
この方程式E = mc2 どこでも普遍的に活躍していますが、たとえば、 アトミック 核分裂および核融合反応中に質量が部分的に失われる原子炉では、膨大な量のエネルギーが発生します。
亜原子の世界では、電子が「へ」または「から」ジャンプするとき 軌道 別の量子準位間の「エネルギー準位ギャップ」に相当する量のエネルギーが吸収または放出されます。したがって、質量とエネルギーの等価性の公式に従って、物体の質量は 原子 エネルギーを吸収すると増加し、逆にエネルギーを放出すると減少します。 しかし、原子内の電子の量子遷移に続く原子の質量の変化は、測定するのに非常に小さいでしょう。 これまで不可能だったこと。 もうそうじゃない！
Max Planck Institute for Nuclear Physicsの研究者は、個々の原子の質量のこの非常に小さな変化を初めて測定することに成功しました。これは、おそらく精密物理学の最高点です。
これを達成するために、マックスプランク協会の研究者はハイデルベルグの研究所で超精密なペンタトラップ原子バランスを使用しました。 ペンタトラップ 「高精度ペニングトラップ質量分析計」の略で、内部の電子の量子ジャンプに続く原子の質量の非常に小さな変化を測定できる天びんです。
したがって、PENTATRAPは原子内の準安定電子状態を検出します。
このレポートでは、レニウムの基底状態と励起状態の質量差を測定することにより、準安定電子状態を観察する方法について説明しています。
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参照：
1. Max-Planck-Gesellschaft 2020. Newsroom – Pentatrapは、量子状態間の質量の違いを測定します。 07年07月2020日投稿。オンラインで入手可能 https://www.mpg.de/14793234/pentatrap-quantum-state-mass?c=2249 07年2020月XNUMX日にアクセス。
2.Schüssler、RX、Bekker、H.、Braß、M。etal。 ペニングトラップ質量分析による準安定電子状態の検出。 Nature 581、42–46（2020）。 https://doi.org/10.1038/s41586-020-2221-0
3.英語のJabberWok、52年第2007四半期。ボーア原子モデル。 [オンライン画像]で入手可能 https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bohr_atom_model.svg アクセスした08は2020かもしれません。
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