Forskare vid Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University (SPbPU) i samarbete med kollegor från Physikalisch Technische Bundesanstalt (PTB) och ett antal tyska vetenskapliga organisationer, beräknade tidigare outforskade effekter i atomer. Resultaten publicerades i Fysisk granskning A , markerad som en Editor's Choice -artikel.

Under många år, forskare över hela världen har letat efter nya partiklar utöver den för närvarande accepterade standardmodellen för grundläggande interaktioner i fysik. Sådan forskning utförs mest känt vid Large Hadron Collider. En grupp forskare från Ryssland och Tyskland är engagerade i ett annat tillvägagångssätt för detta problem baserat på metoder för atomspektroskopi. Sådana studier är mindre resurskrävande, men mycket lovande på grund av att experimentens noggrannhet är högre i atomfysik än i högenergifysik. SPbPU -forskare beräknade frekvenser för elektroniska övergångar i olika isotoper av ett element, I detta fall, argon.

Forskare undersökte flera tillstånd av argonjoner med fyra, fem, och sex elektroner. Dessa är optimala elektroniska konfigurationer. Å ena sidan, de kan beräknas på ett tillförlitligt sätt, och å andra sidan, de är tillgängliga för experiment. Forskare analyserade sina resultat med hjälp av King -tomten, en allmänt använd metod för systematiska studier av isotopskiften av två atomövergångar i en kedja av isotoper.

Modern teori hävdar att King -handlingen ska vara linjär till mycket hög noggrannhet. Tills nyligen, möjliga olinjära effekter ansågs vara alldeles för små för att vara av praktiskt intresse. Men den internationella vetenskapliga gruppen beräknade de nya effekterna och fann att olineariteterna i King -tomten är starkare med fyra ordningar än vad som tidigare förväntades (vid 10 kHz -nivån).

Tidigare, på grund av instrumentens begränsningar, sådana effekter kunde inte upptäckas, men en ny generation av spektroskopiska experiment ökar uppnåbar noggrannhet med flera storleksordningar, vilket gör dessa effekter observerbara. Detta är ett viktigt bidrag till vetenskapen, bekräftar att allmänt accepterade idéer bör justeras.

"Om kungens intrig visar sig vara något krökt, detta kan vara en manifestation av nya partiklar bortom fysikens standardmodell. Det är nödvändigt att fortsätta studera dessa effekter i andra atomer med ett större antal elektroner för att minska påverkan av beräkningsfel, "sade Vladimir Yerokhin, chefsforskare vid Center for Advanced Studies of SPbPU.

Inom en snar framtid, de teoretiska förutsägelser som erhållits av forskare vid S:t Petersburg Polytechnic University kommer att verifieras experimentellt vid Physikalisch Technische Bundesanstalt med hjälp av de anläggningar som fångar joner i magnetiska och elektriska fält och undersöker dem med hjälp av kvantlogikmetoderna.

"Om experimentet lyckas, vi kan få begränsningar för parametrar för den föreslagna nya partikeln utöver standardmodellen. Dessutom, sådana experiment hjälper till att avgöra om de grundläggande konstanterna förändras över tiden, som är av stor betydelse för vår förståelse av universums utveckling, kommenterade Vladimir Yerokhin.