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Penningfalle als Elektronenwaage

Eine Waage für absolute Leichtgewichte: In einer Penningfalle (links) zwingt ein Magnetfeld (schwarzer Pfeil) einen Kohlenstoff-12-Kern mit einem einzigen Elektron auf einen in sich verschraubten Rundkurs (rechts). Vereinfacht kann man sich diesen als Kreisbahn (grün) vorstellen. Aus der Umlauffrequenz des Kohlenstoffions lässt sich die präzise Masse des Kohlenstoff-12-Kerns mit einem Elektron ermitteln. Aus der Masse des fünffach geladenen Kohlenstoffions und der Kreiselbewegung des Elektronenspins (schwarze Linie, rechts) ergibt ein quantenmechanischer Zusammenhang dann die Elektronenmasse.