Precision bat le record du monde de près de 30- ans ! Des scientifiques observent la spintronique avec une focalisation laser

Les scientifiques ont récemment atteint un niveau de détail sans précédent dans l’observation des électrons dans le cadre d’expériences de précision, grâce à leurs recherches innovantes utilisant la technologie de focalisation laser.
Récemment, les physiciens nucléaires de l'accélérateur national Thomas Jefferson du ministère américain de l'Énergie ont réalisé une avancée majeure : ils ont réussi à battre le record mondial de mesures de spin parallèle dans un faisceau d'électrons (appelées mesures de polarisation d'un faisceau d'électrons) pendant près de 30 ans.
Cette réalisation importante fournit une base solide pour une série d’expériences de haut niveau au Jefferson Lab qui promettent de conduire à de nouvelles découvertes majeures en physique.
Dans le dernier numéro de la revue Physical Review C, les chercheurs du Jefferson Lab, en collaboration avec des utilisateurs scientifiques, rapportent leurs mesures. Ces résultats sont plus précis que les mesures de référence obtenues à partir de l'expérience SLAC Large Detector (SLD) menée à 1994-1995 au SLAC National Accelerator Laboratory à Menlo Park, en Californie.
Dave Gaskell, physicien nucléaire expérimental au Jefferson Lab et co-auteur de l'article, a déclaré : « Personne n'a jamais été capable de mesurer la polarisation d'un faisceau d'électrons avec autant de précision dans aucun laboratoire dans le monde. uniquement pour la méthode de polarisation Compton, mais pour toute technique de mesure de polarisation électronique.
La méthode de polarisation Compton est une méthode de mesure de la polarisation d'un faisceau d'électrons en détectant des photons (particules lumineuses diffusées par des particules chargées telles que des électrons). Ce phénomène de diffusion, appelé effet Compton, peut être réalisé par une collision entre un laser et un faisceau d'électrons.
Les électrons et les photons possèdent une propriété appelée spin, que les physiciens utilisent pour décrire le moment cinétique. Le spin est une propriété inhérente aux particules telles que les électrons, similaire à la masse ou à la charge. Lorsque des particules tournent dans la même direction pendant un temps donné, cette quantité est appelée polarisation. Il est crucial pour les physiciens de comprendre la propriété centrale de cette polarisation dans l’exploration de la matière aux plus petites échelles.
Mark Macrae Dalton, un autre physicien du Jefferson Lab et co-auteur de l'article, le compare graphiquement à : « Pensez à un faisceau d'électrons comme à un outil que vous utilisez pour mesurer des choses, comme une règle. Cette règle est-elle en pouces ou en millimètres ? Il faut comprendre cette règle pour comprendre n'importe quelle mesure. Sinon, vous ne pouvez rien mesurer.
Les scientifiques ont atteint une très haute précision au cours de l'expérience sur le rayon de calcium (CREX) en menant l'expérience sur le rayon de plomb (PREX-II) en tandem avec l'expérience sur le rayon de calcium (CREX) pour sonder les noyaux d'atomes moyennement lourds et d'atomes lourds afin de comprendre la structure de leurs « peaux de neutrons ».
Enfin, au cours de l'expérience Calcium Radius (CREX), ils ont mesuré en continu la polarisation du faisceau d'électrons par la méthode de polarisation Compton avec une précision de {{0}},36 %. Cela dépasse les 0,5 % rapportés dans l’expérience SLAC SLD.
En battant le record mondial de précision et en explorant en profondeur la spintronique, les scientifiques ont apporté de nouvelles avancées et possibilités dans le domaine de la physique. Cette recherche innovante démontre non seulement le puissant potentiel de la technologie de focalisation laser, mais constitue également une base solide pour de futures expériences et découvertes.