據(jù)德國耶拿·弗里德里?！は沾髮W(xué)官網(wǎng)25日報道，包括該?？茖W(xué)家在內(nèi)的一個國際研究團(tuán)隊首次對已知最重的高度離子化原子類氦鈾進(jìn)行了超精確X射線光譜測量。他們成功在最重原子核的超強(qiáng)庫侖場中，解開并分別測試了單電子雙環(huán)和雙電子的量子電動力學(xué)效應(yīng)。這項研究有助揭示一個長久以來的秘密：在物質(zhì)最內(nèi)部，是什么將世界緊密維系在一起。相關(guān)論文發(fā)表于1月24日出版的最新一期《自然》雜志。
實驗裝置圖 圖片來源：《自然》雜志
來自波蘭、法國、葡萄牙和德國的科學(xué)家參與了此次實驗。研究人員指出，此次實驗的特殊部分是對最重穩(wěn)定原子開展測量，重點是其電子在不同軌道之間的躍遷。
實驗在德國亥姆霍茲重離子研究中心（GSI）/國際反質(zhì)子與離子研究裝置上進(jìn)行。這是幾個歐洲國家共同使用的粒子加速器復(fù)合體，包括一個周長超過100米的離子儲存環(huán)和一個超過一公里的加速器。
在整個測量過程中，研究團(tuán)隊首先蒸發(fā)鈾，并將其運行速度加速到光速的40%左右。隨后，他們將得到的材料通過一種特殊的薄膜輸送，并讓其在這個過程中失去電子。獲得加速的電子被引導(dǎo)到一個存儲環(huán)內(nèi)，并在此處圍繞一條圓形路徑“狂奔”。
這些自由電子通過光譜儀每秒閃爍5000萬次，偶爾他們可使用專用的布拉格晶體光譜儀測量電子躍遷。這種特殊彎曲光譜儀的關(guān)鍵是由鍺元素制成的特殊彎曲晶體，晶體像紙張一樣纖薄，放在一個特殊的玻璃模具內(nèi)。
研究團(tuán)隊表示，當(dāng)測量原子序數(shù)為1的氫原子時，他們可將電子躍遷精確測量到小數(shù)點后13位。對于原子序數(shù)為92的鈾，測量已精確到小數(shù)點后5位。
