Сверхточное измерение изотопического сдвига g-фактора водородоподобного неона

N+1Наука

Физики уточнили изотопический сдвиг g-фактора водородоподобного неона

Марат Хамадеев

Tim Sailer et al. / Nature, 2022

Физики из Германии и России провели сверхточное измерение изотопического сдвига электронного магнитного момента у водородоподобных ионов неона. Совместное измерение пары изотопов в ловушке Пеннинга позволило существенно уменьшить погрешности и довести относительную точность измерения разницы их g-факторов до 5,6 × 10−13. Исследование опубликовано в Nature.

Говоря о соотношении размеров атома и его ядра, часто приводят в сравнение футбольный стадион, в середине которого лежит горошина. Глядя на расстояния, разделяющие электрон и ядро, можно считать последнее точкой. Этот подход оказался плодотворным: в начале XX века — на заре атомной физики — физики считали ядро точечным, и свежесозданная квантовая механика прекрасно справлялась с результатами экспериментов той эпохи. Приближение точечного ядра оставалось удовлетворительным даже тогда, когда потребовался учет взаимодействия между орбитальным движением электрона и его спином, а также релятивистских эффектов.

Однако прогресс в области экспериментальной физики вскоре стал обнажать тончайшие атомные эффекты. К их числу относятся конечность массы ядра, приводящая к эффектам отдачи, и конечность его размеров, что выражается в неточечном распределении электрического заряда и намагниченности. Конечность размеров атомного ядра (в первую очередь водорода) стала точкой несовместности двух групп экспериментов, получившей название «загадка радиуса протона». Этой проблеме мы посвятили отдельный материал «Щель в доспехах», а также активно следим за ходом ее разрешения.

Конечность размера массы ядра тоже интересует физиков. Кроме смещения энергетических уровней это приводит к тончайшему изменению отклика электрона на магнитное поле, которое характеризуется его магнитным моментом, выраженным через фактор Ланде или g-фактор. Выделение этого эффекта при измерении свойств одиночных ионов возможно, но страдает от точности, поскольку конечность массы тонет на фоне множества других квантовоэлектродинамических (КЭД) эффектов.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Физики подтвердили спин-зарядовое разделение в одномерной квантовой жидкости Физики подтвердили спин-зарядовое разделение в одномерной квантовой жидкости

Физики измерили свойства зарядовых и спиновых волн в одномерной ферми-жидкости

N+1
Почему болит живот при овуляции: 4 основные причины и способы лечения Почему болит живот при овуляции: 4 основные причины и способы лечения

Почему возникают болевые ощущения во время овуляции?

VOICE
«Fashionopolis: Цена быстрой моды и будущее одежды». Какой урон наносит планете бездумное потребление «Fashionopolis: Цена быстрой моды и будущее одежды». Какой урон наносит планете бездумное потребление

Фрагмент книги «Fashionopolis: Цена быстрой моды и будущее одежды»

N+1
Почему он не женится: женскую точку зрения комментируют мужчины Почему он не женится: женскую точку зрения комментируют мужчины

Почему мужчины не стремятся делать предложения руки и сердца?

Psychologies
Как гены влияют на наш вкус? Как гены влияют на наш вкус?

Как гены и микробы в кишечнике влияют на наши вкусовые предпочтения?

Новый очаг
Для охоты, общения и навигации: как рыбы научились использовать электричество Для охоты, общения и навигации: как рыбы научились использовать электричество

Человек не может обходиться без электричества. А рыбы освоили его гораздо раньше

Вокруг света
Как пилотов защищают от серьезных аварий в «Формуле-1»? Как пилотов защищают от серьезных аварий в «Формуле-1»?

Как работает система защиты пилотов в «Формуле-1»?

Maxim
Ужасы и прелести кулачных боев Ужасы и прелести кулачных боев

Собрали все «за» и «против» кулачных боев

Maxim
Летописец богемного андерграунда, поймавший в кадре дух свободы и перемен: жизнь и творчество классика фотографии Сергея Борисова Летописец богемного андерграунда, поймавший в кадре дух свободы и перемен: жизнь и творчество классика фотографии Сергея Борисова

Сменив десяток профессий, Сергей Борисов пришел к фотографии

Правила жизни
7 сомнительных продуктов: не берите их даже по акциям и скидкам 7 сомнительных продуктов: не берите их даже по акциям и скидкам

Эти продукты вводят нас в заблуждение

ТехИнсайдер
Отец узнал, что я курю, и дал мне ремня! Отец узнал, что я курю, и дал мне ремня!

Истории про взрослых, которые при родителях ведут себя как дети

Лиза
Кто вами пользуется? Кто вами пользуется?

Почему иногда вы чувствуете, что кто-то или что-то истощает вашу энергию?

Psychologies
Последняя минута войны Последняя минута войны

Советский генерал подписал Акт о капитуляции Германии без разрешения Сталина

Вокруг света
Гонки на Гонки на

Представляем вашему вниманию пять самых безумных автомобильных гонок в мире!

Популярная механика
Микробиота и молодость: какая «суперсила» скрыта в кишечнике Микробиота и молодость: какая «суперсила» скрыта в кишечнике

Почему мы должны беречь полезные бактерии и как это сделать

VOICE
Все дуэли Пушкина: сколько раз на самом деле стреляли во вспыльчивого Александра Сергеевича? Все дуэли Пушкина: сколько раз на самом деле стреляли во вспыльчивого Александра Сергеевича?

Взглянув на список дуэлей, можно увидеть, что редкий год Пушкина был без нее

ТехИнсайдер
Не только чайник и тазик: 4 неожиданных способа помыться, если отключили горячую воду Не только чайник и тазик: 4 неожиданных способа помыться, если отключили горячую воду

Рассказываем, как мыть туды и сюды, если в кране нет воды

Maxim
5 книг для тех, кто хочет начать разбираться в финансах 5 книг для тех, кто хочет начать разбираться в финансах

Книги, которые помогут начать инвестировать с умом и больше зарабатывать

Maxim
Невидимый Бреттон-Вудс: почему мировая экономика нуждается в новых правилах Невидимый Бреттон-Вудс: почему мировая экономика нуждается в новых правилах

Неспособность регуляторов взять под контроль инфляцию становится проблемой

Forbes
«Девочка с папиком»: чем опасен роман с мужчиной сильно старше тебя «Девочка с папиком»: чем опасен роман с мужчиной сильно старше тебя

Ты должна знать, чем могут быть опасны отношения с мужчиной старше тебя

VOICE
Учимся у визажистов Крыгиной: макияж для нависшего века на каждый день Учимся у визажистов Крыгиной: макияж для нависшего века на каждый день

Как стоит краситься девушкам с нависшим веком. Скорее смотри!

VOICE
Археологи нашли в Саккаре 250 саркофагов с мумиями и тайник с бронзовыми статуями Археологи нашли в Саккаре 250 саркофагов с мумиями и тайник с бронзовыми статуями

Археологи представили результаты раскопок в Саккарском некрополе

N+1
Числа не от мира сего: о чем до сих пор спорят математики? Числа не от мира сего: о чем до сих пор спорят математики?

Споры о культурном значении математики переживают острую фазу

Вокруг света
Бегство в себя: причины и опасности внутренней эмиграции Бегство в себя: причины и опасности внутренней эмиграции

Полезна или губительна внутренняя эмиграция?

Psychologies
Сюрреалистичный роман Роке Ларраки «Комемадре» о смертельных экспериментах Сюрреалистичный роман Роке Ларраки «Комемадре» о смертельных экспериментах

Отрывок из романа «Комемадре» — о невозможных научных экспериментах

СНОБ
Какая пища опаснее для здоровья: жирная или сладкая Какая пища опаснее для здоровья: жирная или сладкая

Давайте разберемся на примере сладкой и жирной пищи, что опаснее

ТехИнсайдер
Не все дома Не все дома

Где безопасно хранить коллекции произведений искусства

Forbes
Колонка психиатра: сложная любовь или психическое заболевание? Колонка психиатра: сложная любовь или психическое заболевание?

Психиатр — как болезнь его пациентки стала причиной трудностей в отношениях

Psychologies
Игорь Манн Игорь Манн

Как Игорь Манн ищет (и находит!) точки роста в кризисные времена?

Собака.ru
Как воспитывать детей по заветам Екатерины II Как воспитывать детей по заветам Екатерины II

Делимся «педагогической поэмой», дошедших до нас из XVIII века

Psychologies
Открыть в приложении