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
«Дети его просто обожали»: история советского маньяка Анатолия Сливко «Дети его просто обожали»: история советского маньяка Анатолия Сливко

20 лет все были уверены, что перед ними — образцовый советский гражданин

VOICE
Колеса для отпуска: где выгодно арендовать автомобиль на неделю-две Колеса для отпуска: где выгодно арендовать автомобиль на неделю-две

Задумавшись об автомобиле на отпуск, сперва мы вспомнили про сервис подписки

Maxim
Не спешите выбрасывать гаджет: созданный по ошибке пигмент извлекает золото из старых смартфонов Не спешите выбрасывать гаджет: созданный по ошибке пигмент извлекает золото из старых смартфонов

В Японии нашли бесценные свойства у старинной краски

Вокруг света
Отношения с супругом вызывают усталость и раздражение: 8 возможных причин Отношения с супругом вызывают усталость и раздражение: 8 возможных причин

Если супружеская жизнь не приносит радости, то проблема может крыться здесь

Psychologies
Круглоголовки отказались раскрывать «уши» перед сородичами Круглоголовки отказались раскрывать «уши» перед сородичами

Пустынные ящерицы ушастые круглоголовки в случае опасности пугают хищников

N+1
5 городов, которые на самом деле сводят с ума: все об опасных для психики «синдромах путешественника» 5 городов, которые на самом деле сводят с ума: все об опасных для психики «синдромах путешественника»

Какие опасности поджидают туристов в Иерусалиме, Париже и Венеции?

Вокруг света
Секретный арсенал инспекторов ГИБДД: что нужно знать Секретный арсенал инспекторов ГИБДД: что нужно знать

Миникамеры на одежде, беспилотные дроны и другие гаджеты инспекторов ДПС

РБК
Загадки космоса, на которые никто не знает ответа Загадки космоса, на которые никто не знает ответа

Что произойдет с человеком внутри черной дыры? Существуют ли инопланетяне?

Maxim
Технопарад Технопарад

Линзы с AR, новая ракета Nasa Space Launch System и запись звуков на Марсе

ТехИнсайдер
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
Физики создали активную среду для непрерывного материальноволнового лазера Физики создали активную среду для непрерывного материальноволнового лазера

Установка, в которой происходит непрерывная поддержка конденсата Бозе-Эйнштейна

N+1
Терраформирование Марса: можно ли превратить в оазис пески Красной планеты? Терраформирование Марса: можно ли превратить в оазис пески Красной планеты?

Насколько реально терраформирование Красной планеты

ТехИнсайдер
Алексей Баженов Алексей Баженов

Как визионер Алексей Баженов строит локальную экосистему моды

Собака.ru
Как побороть любой страх: пошаговая инструкция Как побороть любой страх: пошаговая инструкция

Что делать, если ты чего-то очень боишься? Бороться!

VOICE
Возьму – пригодится! Возьму – пригодится!

Советы психолога, как перестать покупать ненужные вещи

Лиза
Кто такие самцы Кто такие самцы

Чем отличаются самцы от самок?

СНОБ
Леонид Зорин: «Десятый десяток. Проза 2016–2020» Леонид Зорин: «Десятый десяток. Проза 2016–2020»

Рассказ из сборника Леонида Зорина

СНОБ
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
Над волнами – на электричестве Над волнами – на электричестве

RaceBird специально разработан для скоростных гонок

ТехИнсайдер
Когда сила воли не работает: как менять себя и жизнь с помощью терапии субличностей Когда сила воли не работает: как менять себя и жизнь с помощью терапии субличностей

Как навести порядок в отношениях с самим собой?

Psychologies
12 лучших идей белковых завтраков для похудения: вкусно и сытно 12 лучших идей белковых завтраков для похудения: вкусно и сытно

Идеи завтраков с высоким содержанием белка

VOICE
Сделано в Британии: 10 отличных английских сериалов, которые вы полюбили или пропустили Сделано в Британии: 10 отличных английских сериалов, которые вы полюбили или пропустили

Не Шерлоком едины: британские сериалы на любой вкус

Правила жизни
История одной вещи: «Смена-8М» — самый массовый в мире фотоаппарат История одной вещи: «Смена-8М» — самый массовый в мире фотоаппарат

Непритязательную камеру любили студенты, а ее тиражи исчислялись миллионами

Правила жизни
20 лет в больнице: почему миллионерша Югетта Кларк осталась в палате после успешной операции 20 лет в больнице: почему миллионерша Югетта Кларк осталась в палате после успешной операции

Почему одна из самых богатых женщин Америки предпочла стать затворницей?

VOICE
В выходные и не только: как провести время вдвоем В выходные и не только: как провести время вдвоем

Мы подготовили список из 100 вариантов, как провести время вдвоем с любимым

VOICE
Баловали, но держали в строгости: как воспитывали будущую королеву Елизавету II Баловали, но держали в строгости: как воспитывали будущую королеву Елизавету II

Детство королевы Елизаветы II было не таким, как у ее сверстников

Вокруг света
Танцующее и поющее кино: 10 фактов о Болливуде Танцующее и поющее кино: 10 фактов о Болливуде

Болливуд: бессмысленный и беспощадный мир индийского кино

Вокруг света
Отдохните от себя: как быть свободным в свободное время Отдохните от себя: как быть свободным в свободное время

Три проверенных способа по-настоящему отдохнуть

VC.RU
«Зеленый роутер»: ученые из Москвы и Тель-Авива раздали Wi-Fi через кактус «Зеленый роутер»: ученые из Москвы и Тель-Авива раздали Wi-Fi через кактус

Новые «зеленые» возможности в области беспроводной связи

Вокруг света
Открыть в приложении