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물리 전자의 둥글기를 측정하기 위한 "스핀 덫"
2013.12.18 19:11
전자의 둥글기를 측정하기 위한 "스핀 덫"http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?cn=GTB2013120368&service_code=03 | |
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| KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2013-12-11 | |
| JILA(Joint Institute for Laboratory Astrophysics)의 연구진이 이온의 작은 전자가 진정한 원형인지를 측정하기 위하여, 분자 이온 주변의 자기장과 전기를 회전하는 방법을 개발했다. 이는 우주를 이해하는데 있어 매우 중요한 의미가 있다. 2013년 12월 6일 자 Science에 발표된 논문에서, JILA 연구진은 전자의 둥글기를 측정하기 위하여 그들의 새로운 회전 도구를 최초로 사용하였다. 기술적으로, 전자의 전기 쌍극자 모멘트(eEDM)는 극 간의 전자 전하의 균일성을 측정하는 것이다. JILA 연구진의 측정은 다른 연구진에 의해 만들어진 eEDM 측정만큼이나 아직 정확하지는 않다. 그러나 이 연구의 주요 목적은 최고의 eEDM 측정을 마침내 제공할 수 있는 새롭고 강력한 기술을 증명하는 것이며, 이 기술은 양자 정보나 모의실험에서 유용하게 쓰일 것이다. JILA는 국립 표준 기술 연구소(NIST)와 콜로라도 볼더 대학의 공동 연구소이다. JILA 및 NIST 연구원인 Eric Cornell은 eEDM을 측정하기 위한 그의 탐구가 지구 크기의 단일 바이러스 입자를 찾는 것만큼이나 도전적인 일이라고 설명했다. “우리의 희망은 마침내 기존의 한계를 뛰어넘어, 좀 더 나은 결과를 얻을 수 있겠지만, 이러기 위해서는 적어도 몇 년이 더 걸릴 것”이라고 Cornell은 말한다. 수십 년 전, 물리학자들은 전자가 완전히 둥글다고 믿어왔다. 1980년대, 그것이 약간은 비대칭일 것이라는 생각이 허용되었지만, 어떠한 eEDM도 관찰하기에는 너무나 작았다. 현재의 일부 이론은 eEDM이 가장 최근 측정한 것보다 약간 더 작을 것이며, 아직 알려지지 않은 입자로부터 발생할지 모른다고 예측했다. 과학자들은 현재 일부 경쟁 이론을 반증하거나 입증함으로써, eEDM 측정 한계를 넘어보려고 노력하고 있다. 현재의 실험적인 상한은 물리의 표준 모델이 예측한 eEDM보다 훨씬 더 크다. 그러나 초대칭(supersymmetry)이론과 같은 이 모델의 확장은 실험 한계에 가까운 값을 예측한다. 좀 더 정확한 측정을 만들기 위하여, 과학자들은 이러한 새 이론을 시험해 보길 희망한다. 과학자들은 그것을 분자와 같은 좀 더 큰 개체에 연결함으로써, 빠른 전자의 속성을 측정하고자 노력한다. JILA 연구진은 하프늄 불화물 이온과 연관된 전자에 관심을 끌고 있다. 유극 분자(polar molecules)라고 불리는 이것은 한쪽에는 양전하를, 그리고 다른 한쪽에는 음전하를 가지고 있다. 유극 분자는 정확한 측정을 위한 충분한 시간인 100밀리초 동안 목표 상태로 남기기 위하여 전기장을 이용하여, 이를 가두고, 조작할 수 있다. 이 분자 내의 전기장은 eEDM의 전위 신호를 증폭하기 위해 사용된다. JILA의 새로운 도구는 전기 및 자기장을 분자 이온에 가둘 만큼 아주 빠르게 회전시키는 것을 포함하고 있지만, 이온이 전기장과 정렬할 수 있을 만큼 천천히 이루어져야 한다. 이온이 각각의 마이크로 원을 회전하는 동안, 과학자들은 그들의 속성을 측정한다. EDM은 두 자기 에너지 레벨 간의 차이를 말한다. 코넬 대학과 JILA/NIST 연구원인 Jun Ye가 공동으로 개발한 이 도구는 유극 분자 연구에 혁신을 줄 것이다. | |
자료를 가져가실 때에는 출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』을 밝혀 주시기 바랍니다. | |
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