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

Окислительное присоединение на палладии прошло по радикальному механизму Окислительное присоединение на палладии прошло по радикальному механизму

Представление о реакции окислительного присоединения на палладии было неполным

N+1
2000 год 2000 год

Отставка Бориса Ельцина, катастрофа подлодки «Курск», «Брат 2» и другие события

Esquire
Палеонтологи восстановили перья археоптерикса, и объяснили как он летал Палеонтологи восстановили перья археоптерикса, и объяснили как он летал

Как ученые по оставшимся костям могут реконструировать облик археоптерикса?

ТехИнсайдер
Алексей Южаков, основатель Promobot: «Будущее — за универсальной робототехнической платформой» Алексей Южаков, основатель Promobot: «Будущее — за универсальной робототехнической платформой»

Promobot — крупнейший в Европе производитель сервисных роботов

Inc.
10 ошибок в аэропорту, которые дорого вам обойдутся 10 ошибок в аэропорту, которые дорого вам обойдутся

Рассказываем о мелочах, которые могут существенно подорвать бюджет поездки

Maxim
Кризис либерализма: Почему с каждым днем в мире становится на один глоток свободы меньше Кризис либерализма: Почему с каждым днем в мире становится на один глоток свободы меньше

Россия вовсе не одинока в своем запретительном угаре: увы, это общемировой тренд

Maxim
История одной песни: «В лесу родилась елочка» История одной песни: «В лесу родилась елочка»

Теперь ты узнаешь, кто ее родил

Maxim
99 проблем Андрея Аршавина: развод, увольнение, арест имущества 99 проблем Андрея Аршавина: развод, увольнение, арест имущества

Как живет сейчас Андрей Аршавин

Cosmopolitan
Наталья Ветошникова Наталья Ветошникова

99-летняя теннисистка собрала все возможные трофеи Ленинграда

Собака.ru
Самые странные телефоны из прошлого, которые на фоне современных смартфонов выглядят внезпано футуристично Самые странные телефоны из прошлого, которые на фоне современных смартфонов выглядят внезпано футуристично

Футуристичные гаджеты из прошлого: телефон-часы и раскладушка для буддистов

Maxim
Зачем нужен PRO-режим камеры смартфона? Объясняем на примерах Зачем нужен PRO-режим камеры смартфона? Объясняем на примерах

Режим, который позволяет вручную установить практически все параметры съемки

CHIP
Невероятная история CD-диска. Часть 2 Невероятная история CD-диска. Часть 2

Как Philips и Sony внедряли CD-диски на рынок

Популярная механика
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
Не папик, а муж! Не папик, а муж!

5 плюсов отношений с мужчиной, который намного старше тебя

Лиза
Олег Митяев: «Случайность — промысел судьбы» Олег Митяев: «Случайность — промысел судьбы»

«О чем размышляет мужчина, которому за пятьдесят?»

Караван историй
Рейтинг брендов Рейтинг брендов

Новые марки, которые стали заметны на рынке за год

Forbes
Почему бизнес в стиле Uber так нравится инвесторам Почему бизнес в стиле Uber так нравится инвесторам

Уберизация позволяет достичь фантастического роста бизнеса

Forbes
Тюлени Уэдделла пообщались с сородичами ультразвуком Тюлени Уэдделла пообщались с сородичами ультразвуком

Ранее считалось, что ластоногие не производят ультразвук

N+1
Правила жизни Амаяка Акопяна Правила жизни Амаяка Акопяна

Правила жизни народного волшебника Амаяка Акопяна

Esquire
Ловушки магического мышления: как их избежать? Ловушки магического мышления: как их избежать?

В чем опасность магического мышления?

Psychologies
Активная зима: как поддерживать себя в форме Активная зима: как поддерживать себя в форме

Как зимой побудить себя выйти на улицу и начать тренировку

Psychologies
73 м² 73 м²

Марина Кутузова спроектировала современный интерьер с классическими деталями

AD
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
Как выбрать безопасную незамерзайку. Инструкция и советы Как выбрать безопасную незамерзайку. Инструкция и советы

На что обратить внимание, выбирая незамерзайку

РБК
Четыре случая в истории, наглядно показывающие, что с радиацией шутки плохи Четыре случая в истории, наглядно показывающие, что с радиацией шутки плохи

Радиация vs. человеческая глупость — 1:0

Maxim
Следите за языком и просите о помощи: 10 способов общаться с вредными, уставшими и пассивно-агрессивными коллегами Следите за языком и просите о помощи: 10 способов общаться с вредными, уставшими и пассивно-агрессивными коллегами

Авторы книги «Общение с трудными людьми» — о том, как общаться с коллегами

Forbes
Потерянная звезда Плеяд позволила оценить время возникновения легенд о скоплении Потерянная звезда Плеяд позволила оценить время возникновения легенд о скоплении

Звезды Атлас и Плейона находились дальше друг от друга на небе, чем сейчас

N+1
Одна вокруг света: американские аллигаторы и ночная остановка в Южной Каролине Одна вокруг света: американские аллигаторы и ночная остановка в Южной Каролине

99-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и ее собаки

Forbes
Самый обаятельный негодяй: каким мы запомним Валентина Гафта Самый обаятельный негодяй: каким мы запомним Валентина Гафта

Прощайте, Валентин Иосифич! Без вас тут будет еще немножко невыносимее

Maxim
Гимн гипнозу. Как манипулировать девушками, клиентами и курицами Гимн гипнозу. Как манипулировать девушками, клиентами и курицами

Как работают секретные методики гипноза

Maxim
Открыть в приложении