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

«Я понял Японию. От драконов до покемонов» «Я понял Японию. От драконов до покемонов»

Как японцы видят общество вокруг себя

N+1
Глыба бесконечности. Тест обновленного Infiniti QX80 Глыба бесконечности. Тест обновленного Infiniti QX80

Используем плановое обновление самого большого японца

РБК
Почему голубые пейзажи вызывают ностальгию и улучшают психическое самочувствие Почему голубые пейзажи вызывают ностальгию и улучшают психическое самочувствие

Как ностальгия влияет на наше психическое благополучие

ТехИнсайдер
Как полюбить свою работу: 8 полезных советов для тех, кто уже на грани Как полюбить свою работу: 8 полезных советов для тех, кто уже на грани

Займись любимым делом и тогда тебе не придется работать ни дня в своей жизни

Playboy
Возможно, у вас уже все есть: разбор гардероба в 4 простых правилах Возможно, у вас уже все есть: разбор гардероба в 4 простых правилах

Почему бы не заняться разбором гардероба прямо сейчас?

Правила жизни
Как быстро прекратить истерику у девушки Как быстро прекратить истерику у девушки

Как справиться с истинной и манипулятивной истерикой своей партнерши?

Maxim
Пора на маркет: почему бизнес подключается к маркетплейсам Пора на маркет: почему бизнес подключается к маркетплейсам

Почему маркетплейсы всё более популярны, и чем они выгодны компаниям?

Inc.
Как нарядить «зеленую» елку: 7 экологичных идей новогодних украшений Как нарядить «зеленую» елку: 7 экологичных идей новогодних украшений

Как украсить дом к Новому году без лишних затрат и вреда для окружающей среды

РБК
Что такое патриотизм и почему мы должны любить нашу Родину Что такое патриотизм и почему мы должны любить нашу Родину

Как формируется чувство патриотизма и кому оно больше свойственно

Maxim
Хватит говорить людям «я занят», потому что это обижает: 4 способа деликатно выйти из ситуации Хватит говорить людям «я занят», потому что это обижает: 4 способа деликатно выйти из ситуации

Говорить всем о своей «занятости» — нетактично

Playboy
Как думать самостоятельно. Эссе основателя Y Combinator Пола Грэма о том, как научиться думать своей головой и выходить за рамки Как думать самостоятельно. Эссе основателя Y Combinator Пола Грэма о том, как научиться думать своей головой и выходить за рамки

Можно ли научиться независимому мышлению?

Inc.
С заботой о зубах С заботой о зубах

Собрали самые полезные советы, которые помогут сохранить вашу улыбку

Худеем правильно
Прогревать или нет двигатель зимой? Ответ на вечный вопрос Прогревать или нет двигатель зимой? Ответ на вечный вопрос

Как правильно эксплуатировать машину зимой?

РБК
Помощники спекулянтов: как гринч-боты скупают дефицитные товары Помощники спекулянтов: как гринч-боты скупают дефицитные товары

Кто создает гринч-боты, сколько они стоят и как активно их используют в России?

Forbes
«Атлант, что не расправил плечи»: на Netflix вышел черно-белый шедевр Дэвида Финчера «Манк» «Атлант, что не расправил плечи»: на Netflix вышел черно-белый шедевр Дэвида Финчера «Манк»

«Манк» — биографическая драма Дэвида Финчера о Германе Манкевиче

Forbes
Синдром старой ведьмы: чем опасен сонный паралич Синдром старой ведьмы: чем опасен сонный паралич

Интересные факты о сонном параличе, которые помогут тебе справиться с ним

Cosmopolitan
Итоги в гейм-индустрии: главные тренды и 5 лучших игр 2020 года Итоги в гейм-индустрии: главные тренды и 5 лучших игр 2020 года

5 самых примечательных видеоигр 2020 года

Esquire
Формула счастья Формула счастья

Квартира в современном стиле ар–деко для семейной пары

SALON-Interior
Ученые нашли у беломорских моллюсков необычный способ добывать пищу Ученые нашли у беломорских моллюсков необычный способ добывать пищу

Моллюски Белого моря буквально выедают полипов изнутри

Популярная механика
Не только мама: как искать работу после декрета Не только мама: как искать работу после декрета

Советы для тех, кто планирует искать работу после декрета

Psychologies
«Расстроенная психика. Что рассказывает о нас необычный мозг» «Расстроенная психика. Что рассказывает о нас необычный мозг»

Отрывок из книги Эрика Канделя о тревожных расстройствах и методах их лечения

N+1
Ученые усомнились в вымирании тасманийских дьяволов из-за инфекционного рака Ученые усомнились в вымирании тасманийских дьяволов из-за инфекционного рака

В разреженных популяциях инфекция распространяется намного медленнее

N+1
[отыграть назад] [отыграть назад]

Прямо сейчас любимая резиденция Екатерины Великой идет на поправку

Собака.ru
29 лет назад прошла первая Gagarin Party. Манифест о рейве и искусстве (эксклюзив Esquire) 29 лет назад прошла первая Gagarin Party. Манифест о рейве и искусстве (эксклюзив Esquire)

Почему первым российским рейвам необходим статус искусства

Esquire
Кулебяка — украшение русского стола Кулебяка — украшение русского стола

Старинная русская кулебяка — традиционное новогоднее угощение

Наука и жизнь
Актриса в разводе и бунтарь: история романа принца Гарри и Меган Маркл Актриса в разводе и бунтарь: история романа принца Гарри и Меган Маркл

Какие испытания прошли Меган и Гарри, чтобы остаться вместе?

Cosmopolitan
90 м² 90 м²

Квартиру в старом фонде Вера Лемешко оформила в традиционном стиле

AD
Политика Политика

Политолог Глеб Павловский подмечает главные тренды в российской политике нулевых

Esquire
Я — легенда Я — легенда

Ретроспективная вилла в Лос-Анджелесе

SALON-Interior
Как снимать кино о мафии: уроки мастера Как снимать кино о мафии: уроки мастера

Как кровавая эпическая сага Мартина Скорсезе пришла к успеху

Playboy
Открыть в приложении