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

Ионный кубит заставили работать по циклу Стирлинга Ионный кубит заставили работать по циклу Стирлинга

Намеренная дефазировка увеличила КПД квантового двигателя на два процента

N+1
Возвращение Возвращение

Квартира в центре Санкт-Петербурга с атмосферой семейного быта прошлых веков

SALON-Interior
Искусственный белок поменял конформацию в ответ на повышение концентрации ионов кальция Искусственный белок поменял конформацию в ответ на повышение концентрации ионов кальция

Как искусственный белок реагирует на повышение концентрации ионов кальция

N+1
Технологии будущего: как они преобразят жизнь человека в следующие несколько лет Технологии будущего: как они преобразят жизнь человека в следующие несколько лет

Как технологии будущего позволят человеку выйти за рамки тесной реальности

Forbes
«Кухня Древнего мира» «Кухня Древнего мира»

О сырах, которые в Древнем Риме считались скромной пищей

N+1
7 вопросов, которые позволят завязать интересный разговор 7 вопросов, которые позволят завязать интересный разговор

Темы для разговоров, не касающиеся политики и других серьезных вопросов

Psychologies
Глава Zoom Эрик Юань каждый день задает себе один вопрос. Он помогает ему решать проблемы и добиваться успеха Глава Zoom Эрик Юань каждый день задает себе один вопрос. Он помогает ему решать проблемы и добиваться успеха

Глава Zoom Эрик Юань — «А что я могу сделать сегодня по-другому?»

Inc.
«Поначалу с мужчинами играть было трудно»: первая женщина-гроссмейстер Нона Гаприндашвили — о жизни шахматисток и сериале «Ход королевы» «Поначалу с мужчинами играть было трудно»: первая женщина-гроссмейстер Нона Гаприндашвили — о жизни шахматисток и сериале «Ход королевы»

Интервью с первой женщиной-гроссмейстером Ноной Гаприндашвили

Forbes
Родительский контроль: стоит ли читать переписку ребенка? Родительский контроль: стоит ли читать переписку ребенка?

О чем говорит желание знать все о жизни своего ребенка?

Psychologies
10 самых безумных автомобилей XX века 10 самых безумных автомобилей XX века

Изобретатели автомобилей порой доходили до очень причудливых моделей

Maxim
Безумству храбрых: 12 одержимых гениев в истории Безумству храбрых: 12 одержимых гениев в истории

Чертова дюжина смелых героев своего времени

Maxim
Издательство Individuum перевело книгу на русский с помощью машинного перевода: фрагмент до и после редактуры человеком Издательство Individuum перевело книгу на русский с помощью машинного перевода: фрагмент до и после редактуры человеком

Как «Яндекс.Переводчик» справился с переводом целой книги

VC.RU
Словно комета Словно комета

Jony взлетел в топы главных чартов страны словно комета

OK!
Какие фильмы смотрели в России 30 лет назад Какие фильмы смотрели в России 30 лет назад

Какие отечественные фильмы смотрели россияне в 1990-м и 1991-м

GQ
Банкноты-путеводители: по курсу евро Банкноты-путеводители: по курсу евро

Увидеть необычные достопримечательности можно, не тратя евро, а рассматривая их

Вокруг света
«Спектр-РГ» связал пузыри Ферми с активностью центральной черной дыры Млечного Пути «Спектр-РГ» связал пузыри Ферми с активностью центральной черной дыры Млечного Пути

Пузыри Ферми образовались из-за активности сверхмассивной черной дыры

N+1
Можно ли удержать партнера с помощью секса? Можно ли удержать партнера с помощью секса?

Можно ли при помощи секса спасти угасающие чувства?

Psychologies
Четверо парней и Гусева: как изменились герои Четверо парней и Гусева: как изменились герои

Как выглядят актеры "гангстерской саги" сегодня?

Cosmopolitan
К 2050 году сельское хозяйство нарушит местообитания почти 90 процентов позвоночных К 2050 году сельское хозяйство нарушит местообитания почти 90 процентов позвоночных

Сельскохозяйственные земли напрямую повлияют на сокращение биоразнообразия

N+1
Наталия Репина: Пролог. Отрывок из нового романа Наталия Репина: Пролог. Отрывок из нового романа

Фрагмент из романа Наталии Репиной о том, как незаметно проходит реальная жизнь

СНОБ
Первопечатница Первопечатница

Валерия Роднянская взялась за концептуальное искусство

Tatler
«Аэрокобра» Покрышкина: американская хищница для советских асов «Аэрокобра» Покрышкина: американская хищница для советских асов

История настоящей Бэллочки-людоедки

Maxim
Почему TikTok – это будущее онлайн-фитнеса Почему TikTok – это будущее онлайн-фитнеса

Инфлюенсеры TikTok считают, что платформа идеальна для популяризации спорта

GQ
33 несчастья: как быть, если с тобой все время случаются мелкие неприятности? 33 несчастья: как быть, если с тобой все время случаются мелкие неприятности?

Понимание того, везет тебе или не везет, зависит только от угла зрения

Cosmopolitan
Правила жизни Джона Ле Карре Правила жизни Джона Ле Карре

Писатель, Англия. Умер 14 декабря в возрасте 89 лет

Esquire
Дыши легко Дыши легко

Простые практики, которые повышают иммунитет

Лиза
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
Вероника Березина Вероника Березина

Почему нам всем необходим курс как правильно коллекционировать искусство

Собака.ru
Вейп и электронные сигареты: 4 правила использования на людях (дыми с умом) Вейп и электронные сигареты: 4 правила использования на людях (дыми с умом)

Разбираемся, как этично использовать вейп и электронные сигареты

Playboy
Минуту внимания! Минуту внимания!

Как заинтриговать и увлечь любую аудиторию

kiozk originals
Открыть в приложении