通过国家标准和技术研究所作为中子通过晶体,它们创造了两个不同的站立波 - 一个沿着原子平面,其中一个 相互作用这些波影响了中子的路径,揭示了晶体结构的方面
学分:NIST在国家标准和技术研究所(NIST),由NIST研究人员领导的国际合作揭示了以前无法识别的teChnologlyclyclience Crulcon晶体和揭示关于重要亚杀颗粒的新信息和自然的长度化的第五次
通过瞄准硅晶体中所谓的中子并以精致灵敏度监测结果的亚杀菌颗粒,是NIST科学家能够获得三种非凡的结果:使用独特的方法在20年内首次测量关键中子特性;最高精度测量硅晶体中的热振动效果;和对可能的“第五力”的强度限制了标准物理学理论
研究人员在杂志上报告了他们在杂志
的结果
,科学家们通常瞄准关于原子规模的结晶材料的信息在晶体处的颗粒(例如X射线,电子或中子)并检测光束的角度,强度和图案,或者在晶格状原子几何形状中的晶片中的截止平面信息对于表征微芯片组分的电子,机械和磁性和各种新颖的纳米材料的信息非常重要,包括量子计算的下一代应用
已经知道了很大的交易,但继续进展需要增加单独详细的知识
“”对硅的晶体结构的大大提高了解,“通用”衬底或基础材料构建的晶体结构,这对理解在附近工作的部件的性质是至关重要的测量的准确性受量子效应的限制,“NIST高级项目科学家Michael Huber
中子,原子和角度呈所有量子物体,中子具有像素样颗粒和波形
中子通过晶体行进,它形成驻波(如拔除吉他绳),在来自称为布拉格平面的行或原子的底部之间,当来自两个路线中的每一个组合的波浪时,或者“干扰”在物理学的倾斜中,他们克劳TE微弱的图案称为Pendellösung振荡,提供洞察中子在晶体内部经历的力
原子核中的每个中子由称为夸克的三种基本颗粒组成
的三个夸克电气电荷总和为零,使其电中性
,但是这些电荷的分布使得在中子的中心中更容易发现正电荷,并且朝向外部的负电荷
信用:NIST“想象两个相同的吉他”,Huber
“以同样的方式抓住它们,随着弦振动,在一条带有速度凸起的道路上驱动,即沿着原子的平面拉蒂在没有速度凸点的情况下驱动另一个长度的另一个长度的道路 - 类似于在晶格平面之间移动
比较来自两个吉他的声音告诉我们一些关于速度颠簸的东西:他们有多大,有多顺利,他们有一个有趣的形状?“最新工作是在马里兰州Gaithersburg的NIST中子研究中心(NCNR)的最新工作,与来自日本的研究人员合作,U
s
和加拿大,导致硅晶体结构精度测量的四倍改善e
不相当中性的中性中性一个引人注目的结果,科学家以一种新的方式测量了中子的电气“电荷半径”,以一种新的方式在半径值中具有不确定性,使用其他更精确的先前结果方法
中子是电中性的,因为它们的名称表明,但它们是由三个称为夸克的三个基本电荷粒子组成的复合物体,其具有不同的电性能并不完全均匀分布
[结果,从一种夸克中主要是负电荷倾向于位于中子的外部,而净正电荷位于中心
这两个浓度之间的距离是“充电半径
“那个维度,我对基本物理学进行了态度,已经通过类似类型的实验来衡量,其结果显着差异
,新的Pendellösung数据不受影响的因素来导致这些差异
测量柱子振荡振荡电荷的环境提供了一种独特的方式来衡量充电半径
“当中子在晶体中时,它在原子电云中很好,”科学论文第一作者的本杰明·亨克斯说:
“在那里,因为电荷之间的距离如此小,内部电场是巨大的,大约在每厘米的亿伏的阶数
,因为那非常非常大的领域,我们的技术对中子的事实敏感类似于具有略微正芯的球形复合颗粒和略微负围绕壳体
“在诸如硅的正晶体中,有许多平行的原子片,每个平行的原子形成平面
用中性探测不同的平面揭示了晶体的不同方面
学分:NIST振动和不确定性替代中子的有价值的替代方法是X射线散射,但其精度受到原子动动的限制通过加热
热振动导致晶体平面之间的距离保持不断变化,因此改变测量的干涉图案
所用中子Pendellösung振荡的科学家们测量测量以测试X射线散射模型预测的值,发现一些显着低估了振动的大小
结果为X射线和中子散射提供了有价值的互补信息
“中子几乎完全与东西的质子和中子完全相互作用,或者原子的原子,”Huber说“,”X射线揭示了如何在核之间安排电子
这种互补的知识加深我们的理解
“我们的测量是如此敏感的一个原因是,中子渗透到晶体中的渗透程度大于X射线 - 厘米或更多 - 因此测量核的更大组装我们已经发现核和电子可能不会振动钻机常见的是,通常假设
将我们的理解转移到硅原子在晶格中的彼此相互作用
标准模型是当前的,广泛接受的粒子的基础理论并且力量在最小的尺度上交互
但是对自然作品的性质,科学家们怀疑的是宇宙的更加不完整的解释,而不是理论描述
标准模型描述了三种基本力量性质:电磁,强和弱
各个力通过“载体颗粒”的作用操作,例如,光子是用于电磁力的力载体
但是标准模型尚未在其对自然描述中掺入重力
傅在热温,一些实验和理论表明可能存在第五力
“一般来说,如果有力载体,则它作用的长度尺度与其质量成反比,”意味着它只能影响其他在有限范围内的颗粒,HeAcock表示
但是,没有质量的光子可以在无限范围内作用
“”,如果我们可以括起来的范围,我们可以限制其力量“科学家们的结果”在0
02纳米(NM,亿米的NM,亿米)之间的长度范围内通过十倍提高对潜在第五次力量的强度的限制和10纳米,给出第五型力猎人一个狭窄的范围,它看起来研究人员已经计划了更广泛的pendellö使用硅和锗的SUNG测量
它们期望在其测量不确定性中可能进行五个减少的因子,这可能产生最精确的中子电荷半径的测量,并进一步约束 - 或发现 - 第五力
它们还计划执行实验的低温版本,这将介绍晶体原子在其所谓的“Quantum地面状态”中的洞察力,这占量子物体永远不会完美的事实仍然,即使在接近绝对零的温度下也
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