锂离子态锡的精密g因子测量：量子电动力学与电子间相互作用的新验证

时间：2025年5月30日

来源：SCIENCE

编辑推荐：

来自国际研究团队通过高精度测量锂离子态锡（Sn49+）的g因子（精度达0.5 ppb），结合量子电动力学（QED）理论计算，首次在原子序数Z=50的重离子体系中验证了修正后的相对论电子间相互作用理论。该研究解决了此前硅/钙离子体系的理论与实验差异问题，为高Z值原子系统的QED效应提供了关键实验支撑。

这项突破性研究聚焦于三电子体系的锂离子态锡（lithium-like tin），通过媲美原子钟精度的0.5 ppb级g因子测量技术，揭示了重离子体系中量子电动力学(QED)与电子间相互作用(interelectronic interaction)的微妙平衡。科研人员不仅完成了包含高阶相对论效应的从头计算(ab initio)，更巧妙利用氢离子态锡的g因子实验数据反推未知QED修正项。当原子序数Z攀升至50时，QED效应强度呈指数级增长——就像在强电磁场"风暴"中检测电子舞步的细微偏差。这项成果不仅验证了此前硅(Si)和钙(Ca)离子体系理论修正的正确性，更将QED检验的疆域拓展到前人未至的高Z值禁区，为探索超越标准模型的物理现象提供了新的精密探针。