رکورد اندازه گیری چرخش در پرتوی الکترون شکسته شد

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از اینترستینگ انجینرینگ، اندازه گیری ثبت شده از رکوردی که در ۹۵-۱۹۹۴ میلادی در آزمایش «SLD»در آزمایشگاه شتاب دهنده ملی SLAC در کالیفرنیا به دست آمد، فراتر رفت و به دقت بالاتری رسید. به گفته محققان این دستاورد در پلاریمتری اشعه الکترونی، چشم اندازی بی سابقه در رفتار الکترون ها ایجاد و مسیر را برای آزمایش های نوآورانه ای در آزمایشگاه جفرسون فراهم می کند که پتانسیل ایجاد حوزه های جدیدی از علم فیزیک را دارند.

دیو گسکل فیزیکدان هسته ای آزمایشی در آزمایشگاه جفرسون و یکی از مولفان پژوهش در بیانیه ای نوشته است: تاکنون هیچ کس قطبش یک اشعه الکترونی را با این دقت در آزمایشگاه در هیچ نقطه از جهان اندازه نگرفته است. این فقط یک بنچمارک برای قطب سنجی کامپتون(Compton polarimetry) نیست، بلکه برای هرگونه روش اندازه گیری قطبش الکترون کارآمد است.

قطب سنجی کامپتون روشی است که در آن محققان فوتون های (ذرات ریز نور) منعکس شده از ذرات باردار مانند الکترون را ردیابی می کنند. این دستاورد به وسیله برخورد نور لیزر با یک پرتو الکترون به دست می آید و با کمک آن می توان واکنش های فوتون را مشاهده کرد.

الکترون ها و فوتون ها دارای ویژگی خاصی به نام چرخش هستند. هنگامیکه الکترون ها و فوتون ها به طور هماهنگ می چرخند، قطبش ایجاد می شود. این ویژگی در کاوش درباره اجزای سازنده اساسی ماده بسیار مهم است و به دانشمندان در کشف اسرار جهان در کوچکترین مقیاس آن کمک می کند.

یک پرتو الکترونی که مشابه خط کشی تخصصی برای اندازه گیری است به شیوه متمایز از یک خط کش معمولی عمل و تعداد چرخش ها را به جای ابعاد خط مانند سانتیمتر و میلیمتر می سنجد. محققان مدعی هستند روش اندازه گیری چرخش برای تحلیل علمی دقیق و درک رفتار ذرات حیاتی است.

محققان با استفاده از روش هایی مانند CREX و PREX-II در آزمایشگاه جفرسون هسته اتم های سنگین مانند سرب-۲۰۸ و اتم هایی با وزن متوسط مانند کلسیوم-۴۸ را بررسی کردند. آنها می خواستند توزیع پروتون ها و نوترون ها در این هسته ها را درک کنند. این پدیده به پوست نوترون مشهور است. یافته های آنها نشان داد سرب-۲۰۸ یک پوست نوترونی ضخیم دارد که روی ادراک از ستاره های نوترونی تاثیر می گذارد. از سوی دیگر کلسیوم-۴۸ نیز یک پوست نوترونی ضخیم داشت که با پیش بینی ها هماهنگ بود.

طی آزمایش CREX محققان قطبش پرتو الکترونی را با استفاده از پلاریمتری کامپتون اندازه گرفتند و به دقت خارق العاده ۰.۳۶ درصد دست یافتند. این دقت فراتر از دستاورد آزمایش SLD در آزمایشگاه SLAC بود و نشان دهنده دستاوردی قابل توجه در دقت اندازه گیری است.