Физики применили технику частотных гребенок для решения загадки радиуса протона

N+1Наука

Физики на шаг приблизились к решению загадки радиуса протона

Марат Хамадеев

Grinin et al. / Science, 2020

Физики из Германии провели рекордно точное измерение частоты двухфотонного 1S-3S перехода атома водорода, лежащего в ультрафиолетовой области, с помощью техники частотных гребенок. Результаты эксперимента позволили получить уточненные значения постоянной Ридберга и зарядового радиуса протона, что приблизило ученых к решению «загадки радиуса протона». Работа опубликована в Science.

«Загадкой радиуса протона» называется расхождение данных по измерению протонного размера, полученных различными экспериментальными группами. Она возникла в 2010 году, когда были опубликованы результаты по сверхточному измерению лэмбовского сдвига в мюонном водороде — экзотической частице, в котором электрон заменен мюоном. Мюон, согласно принципу лептонной универсальности, не должен отличаться от электрона ничем, кроме массы и времени жизни. Из-за того, что мюон в 207 раз тяжелее, он ближе находится к протону, следовательно, эксперименты с мюонными атомами позволяют точнее определить его размер.

Оказалось, что радиус протона, полученный при измерении 2S-2P перехода в мюонном водороде и примерно равный 0,84 фемтометра, отличается на 4σ от того же радиуса, полученного серией спектроскопических экспериментов на обычном водороде и экспериментами по электрон-протонному рассеянию, и примерно равного 0,88 фемтометра. Такое большое расхождение подстегнуло экспериментальные и теоретические исследования этой проблемы (подробнее о том, как возникла загадка радиуса протона, вы можете прочитать в нашем материале «Щель в доспехах»).

Примечательно, что в большинстве последующих экспериментов подтвердилось меньшее значение радиуса протона. Исключением стала работа, опубликованная парижской группой физиков в 2018 году: их результаты соответствовали большему значению радиуса. Это послужило мотивацией для группы из Института квантовой оптики общества Макса Планка при участии Алексая Гринина (Alexey Grinin) повторить это измерение с помощью лазера, который генерирует оптические частотные гребенки.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

TESS отыскал экзогиганта у очень маломассивной звезды TESS отыскал экзогиганта у очень маломассивной звезды

TESS вновь обнаружил экзогиганта у маломассивной звезды

N+1
Стать собой Стать собой

Отец Алексий Уминский о свободе, возможности и радости быть самим собой

Seasons of life
Выдр уличили в охоте на пингвинов Выдр уличили в охоте на пингвинов

Ученые зафиксировали нападения выдр на пингвинов в ЮАР

N+1
Клио на баррикадах Клио на баррикадах

Дискуссию о преподавании истории продолжает Леонид Кацва

Дилетант
Мы выбираем друг друга не случайно Мы выбираем друг друга не случайно

Выбор партнера предопределен всем предшествующим ходом нашей жизни

Psychologies
7 игр для быстрого знакомства на новогодних вечеринках 7 игр для быстрого знакомства на новогодних вечеринках

Лучшие игры для вечеринки, на которой еще не все знакомы

Maxim
11 худших товаров для мужчин 11 худших товаров для мужчин

Примеры странных предметов, которые в разные времена пытались продать мужчинам

Maxim
Быть добрым и отзывчивым — полезно. И это научно доказано Быть добрым и отзывчивым — полезно. И это научно доказано

Рассказываем, почему заботиться о других в любое время года — в наших интересах

РБК
Как отказать девушке и не обидеть ее: 8 деликатных способов Как отказать девушке и не обидеть ее: 8 деликатных способов

Грубые отказы — это не про нас

Playboy
Ребенок-2021: тесты, которые нужно сдать в ожидании дитя Ребенок-2021: тесты, которые нужно сдать в ожидании дитя

Врач объясняет, какие тесты и скрининги необходимо делать беременным

Cosmopolitan
Физики услышали затухание звуковых волн в ферми-газе Физики услышали затухание звуковых волн в ферми-газе

Результаты этого эксперимента помогут в анализе устройства нейтронных звезд

N+1
Самые популярные позы для сидения на диване с девушкой и что они значат Самые популярные позы для сидения на диване с девушкой и что они значат

Что значат самые ходовые позы для обнимашек на диване

Maxim
Актриса Валентина Талызина — о работе над «Иронией судьбы» Актриса Валентина Талызина — о работе над «Иронией судьбы»

Валентина Талызина сыграла в главном новогоднем фильме сразу две роли

Esquire
#макияж #макияж

Помады, тени, хайлайтеры, блески, флюиды для красоты хорошего настроения

Glamour
«Поймет лишь тот, кто сам испытал подобное»: кто такой равный консультант? «Поймет лишь тот, кто сам испытал подобное»: кто такой равный консультант?

История равного консультанта Марины Бурыгиной

Cosmopolitan
Глыба бесконечности. Тест обновленного Infiniti QX80 Глыба бесконечности. Тест обновленного Infiniti QX80

Используем плановое обновление самого большого японца

РБК
«Положить все яйца в одну корзину и наблюдать». Как основатели Burger King нашли спасительные инвестиции и придумали воппер «Положить все яйца в одну корзину и наблюдать». Как основатели Burger King нашли спасительные инвестиции и придумали воппер

Отрывок из книги Burger King Джеймса Макламора об истории становлении империи

Inc.
25 типичных ошибок, которые каждый мужчина совершает снова и снова 25 типичных ошибок, которые каждый мужчина совершает снова и снова

Есть вещи, которые делать нельзя, но мы все равно делаем. И потом жалеем!

Maxim
Зубра исключили из числа видов под угрозой вымирания Зубра исключили из числа видов под угрозой вымирания

Статус зубра понизили с уязвимого до близкого к угрожаемым

N+1
Почему мы толстеем от диет? Почему мы толстеем от диет?

Неожиданные последствия нашей одержимости похудением

kiozk originals
Тея Обрехт: Без воды. Отрывок из романа Тея Обрехт: Без воды. Отрывок из романа

Отрывок из истории Лури, который исполняет желания призраков

СНОБ
Алиса Фрейндлих и другие знаменитости, пережившие блокаду Ленинграда Алиса Фрейндлих и другие знаменитости, пережившие блокаду Ленинграда

В блокаде оказались и будущие актеры, музыканты, чьи воспоминания мы собрали

Cosmopolitan
Для него и для нее. Гид по презервативам Для него и для нее. Гид по презервативам

Тест-драйв лучших образцов презервативов

Playboy
Пол Томас Андерсон и Милла Иовович Пол Томас Андерсон и Милла Иовович

Пол Томас Андерсон и Милла Йовович – о фильме «Охотник на монстров»

Maxim
Как отмечают Новый год в Японии: 8 интересных фактов Как отмечают Новый год в Японии: 8 интересных фактов

Как к Новому году готовятся в Стране восходящего солнца?

Psychologies
Зачем мечтать о славе Зачем мечтать о славе

Почему совет «быть скромнее и не высовываться» не так уж хорош

Psychologies
Чудо Светы Чудо Светы

Для Светланы Ходченковой 2020 год оказался удачным

Grazia

Какое влияние смартфоны оказывают на наш внешний вид

Cosmopolitan
«Дурная кровь» — новая книга Джоан Роулинг из цикла о детективе Корморане Страйке. Публикуем ее фрагмент «Дурная кровь» — новая книга Джоан Роулинг из цикла о детективе Корморане Страйке. Публикуем ее фрагмент

Отрывок из нового детективного романа Джоан Роулинг «Дурная кровь»

Esquire
Мораль vs прибыль: почему благотворительные фонды имеют право зарабатывать деньги Мораль vs прибыль: почему благотворительные фонды имеют право зарабатывать деньги

Как НКО могут самостоятельно зарабатывать на свое существование?

Forbes
Открыть в приложении