马克斯·普朗克核物理研究所的研究人员利用位于海德堡的研究所的超精密五重阱原子天平，成功测量了单个原子内部电子量子跃迁后质量的微小变化。
在经典力学中，“质量”是任何物体的重要物理属性，它不会改变——物体的重量会随着“重力加速度”而变化，但质量保持不变。质量不变的概念是牛顿力学的基本前提，然而，在量子世界中并非如此。
爱因斯坦的相对论提出了质能等价的概念，其基本含义是物体的质量并非始终保持不变；它可以转化为（等量的）能量，反之亦然。这种质量和能量之间的相互关系或可互换性是科学的核心思想之一，并由著名的质能方程 E=mc² 表达出来，它是爱因斯坦狭义相对论的推导，其中 E 代表能量，m 代表质量，c 代表真空中的光速。
这个方程式 E=mc²在任何地方都普遍适用，但在原子反应堆中尤其明显，例如，核裂变和核聚变反应过程中质量的部分损失会产生巨大的能量。
在亚原子世界中，当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，会吸收或释放相当于两个量子能级之间“能级差”的能量。因此，根据质能方程，原子吸收能量时质量应该增加，释放能量时质量应该减少。但是，原子内部电子跃迁引起的原子质量变化极其微小，难以测量，这在以前是无法实现的。但现在情况不同了！
马克斯普朗克核物理研究所的研究人员首次成功测量了单个原子质量的这种极小的变化，这可能是精密物理学的最高点。
为了实现这一目标，马克斯·普朗克研究所的研究人员使用了位于海德堡研究所的超精密五阱原子天平。PENTATRAP是“高精度彭宁阱质谱仪”的缩写，这种天平可以测量原子内部电子量子跃迁引起的原子质量的微小变化。
PENTATRAP 因此检测原子内的亚稳态电子态。
该报告描述了通过测量铼中基态和激发态之间的质量差异观察到的亚稳态电子态。
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参考文献：
1. 马克斯·普朗克学会 2020. 新闻中心 – Pentatrap 测量量子态之间的质量差异。发布于 2020 年 5 月 7 日。可在线访问：https://www.mpg.de/14793234/pentatrap-quantum-state-mass ?c=2249 访问日期：2020 年 5 月 7 日。
2. Schüssler, RX, Bekker, H., Braß, M. 等. 利用 Penning 阱质谱法检测亚稳态电子态. Nature 581, 42–46 (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2221-0
3. JabberWok，《英语 Q52》，2007 年。玻尔原子模型。[在线图片] 可访问https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bohr_atom_model.svg访问日期：2020 年 5 月 8 日。
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