Как сообщается недавно по своей природе, физики в Институте Вейцмана использовали подобную уловку, чтобы измерить взаимодействие между самыми маленькими магнитами – двумя единственными электронами – после нейтрализации магнитного шума, который был миллионом раз, более сильным, чем сигнал, который они должны были обнаружить.Доктор Роее Оцери Физики Института Сложного Отдела Систем говорит: «У электрона есть вращение, форма ориентации, включающей два противостоящих магнитных полюса. На самом деле это – крошечный стержневой магнит».
Вопрос состоит в том, действуют ли пары электронов как регулярные стержневые магниты, в которых противоположные полюса привлекают друг друга.Доктор Шломи Котлер выполнил исследование в то время как аспирант под руководством доктора Оцери, с доктором Ницаном Акерманом, доктором Ниром Нэвоном и доктором Йинноном Гликменом. Обнаружение магнитного взаимодействия двух электронов ставит огромную проблему: То, когда электроны в близком расстоянии – как они обычно находятся в атомной орбите – вызывает кроме магнитного, преобладают.
С другой стороны, если электроны разделены, магнитная сила становится доминирующей, но столь слабый в абсолютном выражении, что она легко заглушена окружающим магнитным шумом, происходящим от линий электропередачи, оборудования лаборатории и магнитного поля земли.Ученые преодолели проблему, одолжив уловку у кванта, вычислив, который защищает информацию о кванте от внешнего вмешательства.
Эта техника связывает два электрона так, чтобы их вращения указали в противоположных направлениях. Таким образом, как живой теннисный шар, приложенный к измерительному прибору, комбинация равных но противоположных вращений делает электронную пару непроницаемой для магнитного шума.Ученые Вайцмана построили электрическую ловушку, в которой два электрона связаны с двумя ионами стронция, которые охлаждены близко к абсолютному нулю и отделены на 2 микрометра (миллионные части метра).
На этом расстоянии, которое является астрономическим по стандартам квантового мира, магнитное взаимодействие очень слабо. Но потому что электронные пары не были затронуты внешним магнитным шумом, взаимодействия между ними могли быть измерены с большой точностью.
Измерение длилось в течение 15 секунд – десятки тысяч времен дольше, чем миллисекунды, во время которых ученые до сих пор были в состоянии сохранить квантовые данные.Измерения показали, что электроны взаимодействовали магнитно, как два больших магнита делают: Их северные полюса отразили друг друга, сменив друг друга на их осях, пока их в отличие от полюсов не приблизился. Это соответствует предсказаниям Стандартной Модели, в настоящее время принимаемой теории вопроса. Также, как предсказано, магнитное взаимодействие слабело как функция расстояния между ними к власти три.
В дополнение к раскрытию основного принципа физики элементарных частиц подход измерения может оказаться полезным в таких областях как разработка атомных часов или исследование квантовых систем в шумной окружающей среде.