Группа ученых из США и Германии в рамках проекта Project 8, объединяющего 27 физиков из 6 ведущих технических университетов двух стран, впервые смогли увидеть циклотронное излучение от единичного электрона. Кроме того, ученым даже удалось измерять его энергию. Результаты исследований были опубликованы в научном журнале Physical Review Letters, а также на сайте Science News.

Наблюдения за излучениями единичного электрона стало возможным благодаря специальной установке Project 8 в Вашингтонском университете Сиэтла. Она представляет собой небольшую емкость размером с кофейную чашку, которая заполнена охлажденным радиоактивным газом Криптон-83, находящимся под низким давлением. При этом электромагнитная индукция в установке должна быть не ниже 1 Тесла.

Для понимания, аналогичное магнитное поле имеют установки с отклоняющимися дипольными магнитами знаменитого Большого Андронного Коллайдера в швейцарской Женеве.

Дальше радиоактивный бета-распад Криптона-83 приводит к высвобождению единичного электрона, который начинает вращаться по круговой орбите. В свою очередь, это приводит к циклотронному изучению в 25 гигагерц, как еще в 1904 году предсказал физик Оливер Хевисайд. Но только сейчас ученым удалось с помощью высокочувствительных датчиков увидеть это излучение и установить его значение – 30 электронвольт.

Любопытно, что в результате бета-распада Криптона-83, помимо электрона, также освобождается частица под названием Нейтрино. Именно исследованиям ее свойств посвящен интернациональный проект Project 8. Долгое время в теоретической физике считалось, что масса частицы равна нулю. Однако ученым из Project 8 удалось установить, что это далеко не всегда так. По факту Нейтрино все же имеет незначительную массу.

Установить это оказалось достаточно просто. В результате бета-распада Криптона-83 значение получаемой энергии должно быть значительно меньше, если бы Нейтрино имел нулевую массу. Следовательно, разница получаемой энергии позволяет рассчитать массу Нейтрино.