Магнитное экранирование ядра в атоме гелия-3 уточнили на порядок
Физики рассчитали квантово-электродинамические поправки к константе ядерного магнитного экранирования в атоме гелия-3 и его ионе. Они увеличили точность определения этой постоянной на порядок по сравнению с предыдущими расчетами, что в будущем позволит сделать гелий-3 стандартом магнитометрии. Исследование опубликовано в Physical Review Letters.
Изотоп гелий-3 интересен ученым благодаря своей стабильности. Это позволяет тщательно сравнивать гелий-3 и более распространенный гелий-4 при их участии в ряде физических процессов, в первую очередь в сверхтекучести, а также в космических лучах. Недавно, однако, стало ясно, что в гелий-3 в гиперполяризованном состоянии превращается в очень хороший детектор магнитного поля. Газовые ячейки, заполненные 3He, используются сейчас для калибровки магнитных сенсоров в эксперименте по сверхточному определению мюонного магнитного момента, а также в экспериментах по ядерному магнитному резонансу.
За точность, которая достигается с помощью этого изотопа, его ЯМР-сигнал было предложено сделать стандартом магнитометрии. Однако для этого требуется знание собственного магнитного момента ядра гелия-3 с высокой точностью, причем, как его экспериментальное, так и теоретическое значение. И если в первом случае удалось достичь точности восьмого знака после запятой (а планируемые эксперименты смогут улучшить этот показатель на два порядка), то точность вычислений на сегодняшний день ограничивается недостатком данных об эффекте экранирования ядер электронными оболочками. Этот эффект немного уменьшает