Zdroj světla (vlevo) vysílá paprsek světla přes speciální materiál, který mění rovinu polarizace o úhel, který je dán konstantou jemné struktury. Kredit: Tatiana Lysenko / TU Wien

Navrhli přímé měření konstanty jemné struktury

Konstanta jemné struktury, asi 1/137, popisuje relativní sílu elektromagnetické interakce. Jde o bezrozměrné číslo, jehož velikost podle všeho nelze odvodit z dalších teoretických předpokladů, ale hodnota se musí experimentálně/empiricky změřit.

Kdyby měla konstanta jemné struktury jinou hodnotu, náš vesmír by vypadal úplně jinak – atomy by měly jinou velikost, takže veškerá chemie a také jaderná fúze ve hvězdách by probíhaly odlišně. Mimochodem, diskutovanou otázkou je ovšem to, zda je konstanta jemné struktury skutečně konstantní, nebo zda se její hodnota mohla během miliard let vývoje vesmíru trochu změnit.
Existuje mnoho způsobů, jak konstantu jemné struktury měřit – ovšem nepřímo, tedy měřením jiných fyzikálních veličin a jejich použitím k dalšímu výpočtu. Na Vídeňské technické univerzitě však byl nyní proveden experiment, při kterém lze samotnou konstantu jemné struktury měřit de facto rovnou – jako úhel.
Začne se lineárně polarizovaným laserovým paprskem. Paprsek dopadá na vrstvu speciálního materiálu, která je silná jen několik nanometrů. Tento materiál mění rovinu polarizace světla. „Látka stáčející rovinu polarizace laserového paprsku není sama o sobě ničím neobvyklým. Mohou to dělat různé materiály; čím silnější je vrstva materiálu, tím více se polarizace mění. My se zde však zabýváme zcela jiným jevem,“ uvádí jeden z autorů článku Andrej Pimenov. „V našem případě se totiž rovina polarizace nestáčí plynule, ale přeskakuje.“
Při průchodu tenkou vrstvou dojde u roviny polarizace světla ke kvantovému skoku. Po průchodu světelná vlna kmitá v jiné rovině než předtím. A když se vypočítá velikost tohoto skoku, objeví se podle nové studie překvapivý výsledek: kvantum této úhlové změny je přesně konstanta jemné struktury.
„Máme tak přímý přístup k něčemu zcela neobvyklému: ke kvantu rotace,“ říká Andrej Pimenov. „Konstanta jemné struktury se přímo projeví jako úhel.“

Alexey Shuvaev et al, Universal rotation gauge via quantum anomalous Hall effect, Applied Physics Letters (2022). DOI: 10.1063/5.0105159
Zdroj: Vienna University of Technology / Phys.org

Nová verze CRISPR umožňuje vkládat i velké kusy genomu

Technika navržená na MITu umožňuje dodávat geny dlouhé až 36 000 párů bází DNA do …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close