電子の磁気モーメントはボーア磁子μBを基準にg因子で表され、ディラック方程式ではg=2と予測されます。クッシュは原子ビーム装置と磁気共鳴法を組み合わせ、電子のg因子が2.0023と理論値からずれていることを示しました。このずれは電子が真空の電磁場と相互作用する量子補正で、異常磁気モーメントと呼ばれます。クッシュの測定はQED理論の検証に決定的な役割を果たし、後のg−2実験や標準模型テストの基礎となりました。また、磁気共鳴技術はNMRやMRIへ発展し、医療診断や材料科学に活用されています。

クッシュはRabiの原子ビーム磁気共鳴装置を改良し、外部電場と磁場を独立に変調することで電子のスピンフリップ周波数を高精度に測定した。測定されたg因子2.002319±0.000012は、シュウィンガーのα/2π補正1.00116…を裏づけ、QED1ループ効果を世界で初めて実証した値となりました。この実験は周波数較正、磁場均一化、ビームコリメーションなど多くの革新的手法を導入し、現在のフェルミラボMuon g−2やJ-PARC E34実験の技術的祖先にあたります。さらに、精密磁気共鳴はハイパーファイン構造測定や原子時計、量子コンピューティングの量子ビット制御にも応用が広がっています。クッシュの成果は、基礎理論と精密計測技術の相互発展を象徴しています。

クッシュの原子ビーム実験ではRbとGa原子のZeeman遷移をプローブとし、スピン依存のLande g値から自由電子gへ還元する手法を採用した。ビームパス上に配置したRFフィールドでπ/2パルスを生成し、ラムジー干渉に類似したパターンから共鳴周波数を抽出した。残留磁場と二次モーションの補正にはネルソン・スピンエコーを応用し、10^−5の精度で校正を実現した。測定値はシュウィンガー補正に加え、(α/π)^2オーダーの高次項を示唆し、その後のペターマン係数やハドロニック光子交換項の解析につながった。クッシュのデータはg−2実験の設計パラメータに組み込まれ、ベクトル束縛状態でのQED検証にも用いられている。今日、ペンニングトラップ単一電子測定で達成された10^−13の精度へ至る道筋は、クッシュが切り拓いた基準点に端を発している。