Квантовата електродинамика бе тествана чрез изключително силно електрическо поле

Теорията на квантовата електродинамика, която описва взаимодействията между заредените частици и светлината, точно предсказва свойствата на прости атоми като водород или хелий. Това беше установено при проведените наскоро експерименти. Но при по-екстремни условия, например под въздействието на силно електромагнитно поле, което се наблюдава около големите атомни ядра, тази теория все още не бе проверена. Немски физици запълниха тази празнина, като използваха силно заредени уранови йони и резултатите съвпаднаха с прогнозираните, По този начин теорията издържа на проверката.

Квантовата електродинамика е част от Стандартния модел на физиката на елементарните частици. Той описва взаимодействието на фундаменталните частици. Определянето на нейната последователност във всички възможни сценарии е от голямо научно значение, пише Science. Физиците от Института за тежки йони в Дармщат са използвали уран, който има 92 протона в ядрото си. Той има мощно електрическо поле, почти милион пъти по-голямо от това на ядрото на водорода и много по-силно, отколкото човекът би могъл да създаде.

Учените ускориха уранови йони и ги прекараха през медно фолио. По този начин от всеки йон беше отделен само един електрон. При преминаване през азотен газ тези йони присъединяват още един електрон. Така се получава уран, наподобяващ хелия. Този процес довежда всеки уранов йон, заедно с два електрона, до високоенергийно състояние. Електроните бързо задействат каскадна реакция. Вълните на рентгеновото излъчване, получени при всеки преход към ново енергийно ниво, помогнаха на учените да определят енергията на прехода.

Стойността на енергията съвпада с прогнозите, основани на теорията. С други думи, теорията издържа проверката.