德測得迄今最精確電子質量

2020-11-26 人民網

原標題：德測得迄今最精確電子質量

正在圍繞原子核旋轉的電子（示意圖）

　　科技日報訊 （記者王小龍）德國科學家宣布對電子質量做出了迄今為止最精確的估算，精度比目前採用的數據提高了13倍。研究人員稱，該成果對基礎物理研究具有重要價值，為科學家探索物質世界提供了一個更為精確的工具。相關論文發表在19日出版的《自然》雜誌上。

　　電子是構成原子的基本粒子之一，在原子中圍繞原子核旋轉，帶負電，質量極小。1897年，英國劍橋大學卡文迪許實驗室的約瑟夫·湯姆遜在稀薄氣體放電的實驗中首次證明了電子的存在，並測定了電子的荷質比（帶電體的電荷量和質量的比值）。

　　據物理學家組織網2月20日（北京時間）報導，德國馬克斯普朗克核物理研究所的斯文·斯特姆和他的團隊通過使用一種名為「彭寧離子阱」的裝置，測到電子的精確質量為0.000548579909067原子質量單位，比2006年國際科技數據委員會採用的電子質量精確了13倍。

　　「彭寧離子阱」是一種能夠在足夠長的時間內「囚禁」少量帶電原子或電子的電磁設備，藉助它研究人員能夠對電子的性質進行空前精確的測量。原子質量單位是用來衡量原子或分子質量的基本單位，被定義為碳-12原子質量的1/12。

　　斯特姆的團隊將一個質量已知的參考離子與被其束縛的一個電子一起「關入」彭寧離子阱，通過測定兩者的總質量，得到了電子的質量。

　　研究人員稱，這項成果將物理學的實驗精度提高到了一個新的水平，為未來重大物理實驗和標準模型的精準測試打下了基礎。

　　總編輯圈點

　　在科學研究過程中，與實驗結果的可重複性同樣重要而又密切相關的，是實驗結果的精確度。對不同實驗結果的精確度有不同的要求，要求過高是一種浪費，給人以殺雞焉用牛刀之譏，過低則不能滿足需要。原子中的電子質量極小，但正因如此，對其測量精度的要求就更高。文中提到的迄今最精確電子質量，比目前採用的數據精確13倍，這一精度的大幅提升，非但沒有過高之嫌，還將產生一系列的連鎖效應，進而大大提高相關實驗的精度。

(來源:科技日報)

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