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
От длинных ногтей до «кислой мины»: 10 вещей, которые больше всего бесят в нас мужчин От длинных ногтей до «кислой мины»: 10 вещей, которые больше всего бесят в нас мужчин

10 женских манер, которые больше всего выводят мужчин из себя

VOICE
Вопрос психологу: как пережить расставание? Вопрос психологу: как пережить расставание?

Как пережить расставание с наименьшими потерями? Как отпустить человека?

Правила жизни
Виктор Франкл: в чем смысл нашей жизни и зачем в ней страдания Виктор Франкл: в чем смысл нашей жизни и зачем в ней страдания

В чем же смысл жизни?

Вокруг света
«Вкус детства»: история «той самой» советской сгущёнки «Вкус детства»: история «той самой» советской сгущёнки

Когда появилась, какой была и стала «та самая» сгущёнка

Вокруг света
Увенчанный славой: 9 полезных свойств лаврового листа Увенчанный славой: 9 полезных свойств лаврового листа

Это уникальное растение даже в сухом виде сохраняет свои лучшие качества

Вокруг света
Движение вверх Движение вверх

Мастопексия — «интеллигентная» операция по подтяжке груди

Собака.ru
Ученые создали новый ценный материал — графин. Рассказываем, чем он уникален Ученые создали новый ценный материал — графин. Рассказываем, чем он уникален

Чем уникален графин и почему на его создание ушли десятилетия?

Вокруг света
Австралопитекам из Колыбели человечества оказалось 3,4–3,7 миллиона лет Австралопитекам из Колыбели человечества оказалось 3,4–3,7 миллиона лет

Археологи пересмотрели датировку находок из Стеркфонтейна

N+1
Грузовые корабли, ракеты и танки: 10 неожиданных вещей, созданных автомобильными брендами Грузовые корабли, ракеты и танки: 10 неожиданных вещей, созданных автомобильными брендами

Десять примеров неожиданной продукции от мастеров автопрома

ТехИнсайдер
Современный горожанин потерял около половины видов кишечных микробов по сравнению с шимпанзе Современный горожанин потерял около половины видов кишечных микробов по сравнению с шимпанзе

Микробиом человека теряет видовое разнообразие

ТехИнсайдер
Что делать, если вы случайно прикоснулись к борщевику? 5 вопросов о токсичном растении Что делать, если вы случайно прикоснулись к борщевику? 5 вопросов о токсичном растении

Как бороться с борщевиком на даче и может ли растение быть полезным

ТехИнсайдер
Ярчайшая черная дыра во Вселенной создала два загадочных объекта, о природе которых ученые спорят до сих пор Ярчайшая черная дыра во Вселенной создала два загадочных объекта, о природе которых ученые спорят до сих пор

Астрономы обнаружили два больших загадочных объекта, вырывающихся из черной дыры

ТехИнсайдер
Жираф и манна небесная Жираф и манна небесная

Интрига этой картины связана с одним из центральных персонажей полотна — жирафом

Дилетант
«И будет рыдать земля: Как у индейцев отняли Америку» «И будет рыдать земля: Как у индейцев отняли Америку»

Отрывок из истории покорения Американского Запада

N+1
Тайное значение твоего имени: как его узнать и как оно влияет на судьбу Тайное значение твоего имени: как его узнать и как оно влияет на судьбу

Как узнать тайное значение твоего имени и что делать с этой информацией

VOICE
Напечатали за 10 минут: врачи впервые пересадили пациенту 3D-ухо Напечатали за 10 минут: врачи впервые пересадили пациенту 3D-ухо

Медики необычным способом помогли пациентке с микротией

Вокруг света
В четырех стенах: российские ученые проследили связь между изоляцией и ростом иммунитета В четырех стенах: российские ученые проследили связь между изоляцией и ростом иммунитета

Организмы испытуемых ответили на стресс и снижение физической активности

Вокруг света
Молекула разложилась с образованием мононитрида фосфора Молекула разложилась с образованием мононитрида фосфора

Соединение, способное разлагаться с образованием мононитрида фосфора

N+1
Обет молчания и другие явления, которых на самом деле нет, а ты уверен, что есть Обет молчания и другие явления, которых на самом деле нет, а ты уверен, что есть

Для несуществующих эти явления слишком уж крепко прижились в массовой культуре

Maxim
А где наш папа? Звездные матери, которые скрывают отцов своих детей А где наш папа? Звездные матери, которые скрывают отцов своих детей

Не все знаменитости привыкли выставлять свою личную жизнь на всеобщее обозрение

VOICE
Кроссовки Понци: что не так с популярной NFT-игрой, где получают токены за пробежки Кроссовки Понци: что не так с популярной NFT-игрой, где получают токены за пробежки

Как устроена экономика проекта Stepn и за чей счет пользователи получают деньги?

Forbes
Ученые ищут методы борьбы с заиканием. Успехи пока скромные Ученые ищут методы борьбы с заиканием. Успехи пока скромные

Возможно ли вылечить заикание?

ТехИнсайдер
Слайд-шоу Слайд-шоу

Объединенный исследовательский центр, машина для доставки и спортивный катер

ТехИнсайдер
В Польше обнаружили возможное место захоронения датского конунга Харальда Синезубого В Польше обнаружили возможное место захоронения датского конунга Харальда Синезубого

Обнаружено место вероятного захоронения датского конунга Харальда I Синезубого

N+1
5 мест в Солнечной системе, в которых вам точно стоит побывать. Или хотя бы посмотреть на них 5 мест в Солнечной системе, в которых вам точно стоит побывать. Или хотя бы посмотреть на них

Куда лучше всего отправиться в Солнечной системе?

ТехИнсайдер
Три голоса пхали Три голоса пхали

В основе «Пхали», как и в традиционной грузинской музыке, – трехголосие

Вокруг света
5 полезных девайсов для тех, кто планирует автопутешествие 5 полезных девайсов для тех, кто планирует автопутешествие

Какие еще гаджеты будут полезны для самостоятельных автомобильных поездок?

CHIP
Как детская викторина: этот простой тест указывает на опухоль мозга с вероятностью 87,5% Как детская викторина: этот простой тест указывает на опухоль мозга с вероятностью 87,5%

Этот тест рекомендуют проводить пациентам с головной болью

Вокруг света
#инструктаж: нюдовый макияж для разных типов внешности #инструктаж: нюдовый макияж для разных типов внешности

Зачем делать макияж так, будто его нет?

РБК
Открыть в приложении