Электрон — первая известная человеку элементарная частица. Он был открыт в 1897 году британским физиком Джозефом Джоном Томпсоном. В отличие от многих других частиц, которые раньше представлялись элементарными, а затем оказались состоящими из других частиц, электрон до сих пор считается одним из фундаментальных кирпичиков мироздания, а его масса и электрический заряд — одни из основных физических констант. Поэтому точное измерение его массы представляет большой интерес. Недавно команде немецких физиков удалось побить рекорд точности измерения массы электрона.

Электрон — лёгкая частица, и измерить его массу непосредственно очень трудно. Учёные использовали сильно ионизированный атом углерода, в котором остался только один электрон. Ион углерода был заключён в ловушку Пеннинга (на фото) — устройство для хранения заряженных частиц в однородном магнитном поле. Измеряя характеристики системы, состоящей из ядра атома углерода и одного электрона, учёные смогли весьма точно определить отношение массы электрона к ядру углерода-12. Масса ядра углерода известна очень хорошо — она является своего рода эталоном: атомная единица массы по определению равна одной двенадцатой массы ядра атома углерода.

Уточнённое значение массы электрона — 0.000548579909067 а.е.м. Обычно увеличение точности измерения массы элементарных частиц на порядок достигается за 10 — 20 лет. На этот раз точность удалось повысить в 13 раз всего через несколько лет после предыдущего рекордно точного измерения массы электрона.

Статья с описанием эксперимента опубликована в журнале Nature. Пресс-релиз института ядерной физики общества Макса Планка в Гейдельбергском университете (на немецком языке).