单粒子迄今最精确测量完成

科技日报北京10月15日电 （记者刘霞）据英国《新科学家》网站近日报道，英国物理学家在冷却到接近绝对零度的隔离室中捕获了单个电子，并对其关键的量子特性——磁矩进行了测量，精确度高达10万亿分之1.3。对电子开展的这一测量是科学家迄今对单个粒子进行的最精确测量，有助揭示在最小尺度上可能会发生的新物理现象。相关研究已经发表于预印本网站（arxiv.org）。

电子的磁矩是一种与磁性有关的量子性质，由标准模型预测。标准模型解释了宇宙的基本组成部分及其之间如何相互作用。但标准模型无法解释某些真实世界里的观测结果，如暗物质或正反物质不对称，因此，研究人员正在寻找基本粒子的预测属性和测量属性之间的差异，以发现新的物理学。

到目前为止，电子磁矩的测量结果与标准模型一致，但精度有限。现在，美国西北大学的杰拉尔德·加布里埃尔及其同事对该属性的测量精度比此前的最精确结果高出2.2倍。

为进行测量，加布里埃尔及其团队在一个拥有超稳定磁场和电场的腔室中捕获了一个电子，然后测量磁场发生变化时电子的反应。该腔室与任何外力隔离，并被冷却到略高于绝对零度。

英国曼彻斯特大学的亚历克斯·科沙瓦兹没有参与这项研究。他说：“这项实验对基本粒子的物理性质进行了迄今最精确测量，因此成为精确测量的金标准，用来测试物理学领域目前关于所有已知宇宙粒子和力的最佳理论。”

研究人员称，他们计划将新的电子磁矩值与标准模型预测的值进行适当比较，如果两者之间存在差异，那么就需要新物理学——比如电子的新结构予以解释，目前科学家们认为电子的结构是点状的。