摘要：研究人员提出了锂样锡中结合的电子g因子的新实验和理论结果，锂锡的核电荷比以前的任何测量值高得多。实验准确性达到了10亿分之0.5的水平。使用增强的互相QED方法，G因子的理论预测达到了十亿分之6的精度。...
来自MPIK的研究人员提出了类似于锂的锡罐中结合的电子G因子的新实验和理论结果，其核电荷比任何以前的测量都高得多。实验准确性达到了10亿分之0.5的水平。使用增强的互相QED方法，G因子的理论预测达到了十亿分之6的精度。
量子电动力学 - 精确竞争
量子电动力学（QED）是描述所有电磁现象（包括光子）的基本理论。同时，这是物理学中最精确测试的理论。它以各种方式进行了严格的测试，高达每十亿分。但是，正是这种理论的力量使物理学家更加严格地测试它，并探索其可能的限制。任何重大偏差都将暗示新物理学。
QED理解带电颗粒之间的电磁相互作用是“虚拟”光子的交换，即原子“谈话”中的电子方式和核与核的交换 - 以及通过发射和重吸收光子的QED效果，称为“自能量”。此外，事实证明，物理真空不是空的，而是充满了虚拟粒子，例如电子旋转对，这些粒子始终“无所事事”，但必须在量子物理学的不确定性原理设定的范围内消失。尽管这听起来很怪异，但这只是解释1940年代已经在原子物理学中进行的实验的基本物理学的方法。
对QED现象的最新访问是所谓的g-描述其机械师（固有角动量：自旋）和磁性特性关系的电子因子。根据Dirac的理论（相对论量子力学），g-自由电子的因素应完全2。但是，各种QED相互作用改变了g-因子并导致远离值2。QED效应的偏差很小，但在强烈的非线性方式上对外部磁场进行了强大的偏差。由于重元素中的高核电电荷，电子场经历了极高的电场。最简单的系统是类似氢的高电荷离子，在理论上和实验上都经过了巨大的成功[1]。
在一项共同的合作实验理论工作中，海德堡的马克斯·普朗克核物理研究所的研究人员现已研究了g-锂样锡中最外面结合的电子的因子。该系统类似于氢，但与内部原子壳的两个紧密结合的电子相互作用。
理论：从头开始QED计算
一个从头开始计算考虑了成分之间的所有电磁相互作用（此处的类似锂离子）的基本水平，包括一定程度的QED效应。电子结构效应电子结构将电子交换光子纳入计算以及QED筛选效果，其中电子与其他电子以及自身或真空相互作用。这从头开始通过使用从氢样TIN的最近测量中提取的两回合QED贡献[33]缩放到锂样电子案例[33]，从而进一步改善了预测。这产生了一个“实验增强”的理论预测
gTh= 1.980 354 797（12）
括号中给出的不确定性。与类似氢的情况相比，这总体上是25倍的改善。
实验：计数自旋翻转
测量g使用MPIK处的低温笔陷阱αAP进行结合电子的系数。陷阱内部的强磁场导致离子的特征运动，并像小磁性旋转顶部一样限制了外部电子的旋转。这g可以从离子的运动频率和进动频率的比率中提取因子，而从该计算中消除了磁场。可以直接从“精密陷阱”的陷阱电极中的小诱导电信号中检测到离子运动。为了确定进动频率，将微波辐射发送到陷阱中，该频率可以诱导自旋翻转，旋转方向的变化（由于定量，只有两个可测量的自旋状态“向上”和“向下”）。当微波炉与进进频率匹配时，自旋掷率达到最大值。
结果和前景
锂样锡离子G系的实验值是
g经验= 1.980 354 799 750（84）统计（54）系统（944）分机
带有括号中给出的统计，系统和外部不确定性。外部不确定性由离子质量不确定性主导，目前限制了实验精度。总体准确性为100亿分。实验结果与上述计算不确定性中给出的理论预测非常吻合。在实验方面，可以将质量值的精度提高不止一个数量级，从而提高了质量值的精度，从而提高了精度g因素，如果是由理论进步的动机。将来，测量较重的锂状系统，例如208pb79+两层QED计算中预期的进展将在强电荷离子中提供更高的电场状态测试。此处开发的用于相互作用QED效应的高级理论方法可以应用于g-更复杂的离子（硼或碳样），中性原子中的平等性转变和其他影响的因子计算。
