Физики разработали новый метод детектирования изменения в массе отдельных атомов при квантовых прыжках электронов с помощью высокоточного масс-спектрометра. Ученые измерили сильнозаряженные ионы рения и обнаружили новое метастабильное состояние, которое может быть использовано в атомных часах.

Работа опубликована в журнале Nature.

В 1905 году Альберт Эйнштейн показал, что любая энергия может ассоциирована с некоторой массой: E=mc². Этот факт дает возможность измерять энергию систем путем измерения их массы: например, теоретически можно вычислить заряд телефона или механических часов с помощью относительных высокоточных весов.

В современной физике в качестве таких весов выступают масс-спектрометры: они способны детектировать изменения в массе группы заряженных атомов, ионов. Однако, изменения в массе одного иона зафиксировать крайне трудно и до сих пор этого не удавалось сделать.

Международная группа физиков при участии ученых из России увидела изменения массы по-разному заряженных ионов рения с помощью масс-спектрометра PENTATRAP, который был построен в университете Макса Планка в Гейдельберге, Германия.