Des chercheurs de l'Université polytechnique Pierre le Grand de Saint-Pétersbourg (SPbPU) en collaboration avec des collègues du Physikalisch Technische Bundesanstalt (PTB) et un certain nombre d'organisations scientifiques allemandes, calculé des effets inexplorés auparavant dans les atomes. Les résultats ont été publiés dans le Examen physique A , mis en évidence en tant qu'article Choix de l'éditeur.

Pendant de nombreuses années, des chercheurs du monde entier ont recherché de nouvelles particules au-delà du modèle standard actuellement accepté des interactions fondamentales en physique. De telles recherches sont principalement menées au Grand collisionneur de hadrons. Un groupe de scientifiques de Russie et d'Allemagne est engagé dans une autre approche de ce problème basée sur des méthodes de spectroscopie atomique. De telles études sont moins gourmandes en ressources, mais très prometteur du fait que la précision des expériences est plus élevée en physique atomique qu'en physique des hautes énergies. Les scientifiques du SPbPU ont calculé les fréquences des transitions électroniques dans différents isotopes d'un élément, dans ce cas, argon.

Les chercheurs ont examiné plusieurs états d'ions argon avec quatre, cinq, et six électrons. Ce sont des configurations électroniques optimales. D'une part, ils peuvent être calculés de manière fiable, et d'autre part, ils sont accessibles pour des expériences. Les scientifiques ont analysé leurs résultats à l'aide du diagramme de King, une méthode largement utilisée pour les études systématiques des déplacements isotopiques de deux transitions atomiques dans une chaîne d'isotopes.

La théorie moderne prétend que l'intrigue de King devrait être linéaire avec une très grande précision. Jusque récemment, les effets non linéaires possibles ont été considérés comme beaucoup trop faibles pour avoir un quelconque intérêt pratique. Mais le groupe scientifique international a calculé les nouveaux effets et a constaté que les non-linéarités dans le diagramme de King sont plus fortes de quatre ordres que prévu (au niveau de 10 kHz).

Précédemment, en raison des limitations des instruments, ces effets n'ont pas pu être détectés, mais une nouvelle génération d'expériences spectroscopiques augmente la précision réalisable de plusieurs ordres de grandeur, rendant ainsi ces effets observables. C'est une contribution importante à la science, confirmant que les idées généralement acceptées doivent être ajustées.

« Si l'intrigue du roi s'avère légèrement incurvée, cela peut être une manifestation de nouvelles particules au-delà du modèle standard de la physique. Il est nécessaire de continuer à étudier ces effets dans d'autres atomes avec un plus grand nombre d'électrons afin de réduire l'influence des erreurs de calcul, " a déclaré Vladimir Yérokhine, chercheur en chef au Centre d'études avancées de la SPbPU.

Dans le futur proche, les prédictions théoriques obtenues par les scientifiques de l'Université polytechnique de Saint-Pétersbourg seront vérifiées expérimentalement au Physikalisch Technische Bundesanstalt en utilisant les installations qui piègent les ions dans les champs magnétiques et électriques et les étudient à l'aide des méthodes de logique quantique.

« Si l'expérience est réussie, nous pouvons obtenir des restrictions sur les paramètres de la nouvelle particule proposée au-delà du modèle standard. En outre, de telles expériences aideront à déterminer si les constantes fondamentales changent avec le temps, qui est d'une grande importance pour notre compréhension du développement de l'Univers, " a commenté Vladimir Yérokhine.