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
Как преуспеть в учебе: 3 совета нобелевского лауреата Как преуспеть в учебе: 3 совета нобелевского лауреата

Рассказываем о методике нобелевского лауреата, которая облегчает обучение

Psychologies
Астрономы увидели начало гибели периодической околосолнечной кометы в деталях Астрономы увидели начало гибели периодической околосолнечной кометы в деталях

323P/SOHO потеряла до 10 процентов своей массы после сближения с Солнцем

N+1
Маленькая непобедоносная война Маленькая непобедоносная война

«Зимняя война» — кино о том, как маленькая война может стать провалом

Дилетант
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
Сергей Иванов: «Хотел бы назвать их друзьями» Сергей Иванов: «Хотел бы назвать их друзьями»

Тайны, оставшиеся за кадром, раскрывает известный фотограф Сергей Иванов

Караван историй
Город, в который напрасно не едут туристы: мини-путеводитель по Брянску Город, в который напрасно не едут туристы: мини-путеводитель по Брянску

Брянск: здесь можно погулять в тени деревьев в многочисленных парках и скверах

Вокруг света
Водная Сахара: как человек превращает пустыни в оазисы Водная Сахара: как человек превращает пустыни в оазисы

Воды много, но всегда ее где-то мало. Бороться с этим пытались еще в древности

ТехИнсайдер
Как понять, что мужчина влюблен: 10 признаков Как понять, что мужчина влюблен: 10 признаков

Если мужчине нравится женщина, чем он себя выдает?

Psychologies
Крепостное право в России: когда крестьянин мог надеяться на вольную жизнь и мог ли вообще Крепостное право в России: когда крестьянин мог надеяться на вольную жизнь и мог ли вообще

Не надо путать крепостного с рабом. Раб себя выкупить не мог

ТехИнсайдер
О чем поется в 10 самых популярных иностранных песнях О чем поется в 10 самых популярных иностранных песнях

Раскрываем суть шлягеров Queen, Depeche Mode, Rammstein и т.д

Maxim
Польза «золотых яблок»: 5 причин есть томаты каждый день, о которых вы не слышали Польза «золотых яблок»: 5 причин есть томаты каждый день, о которых вы не слышали

Чем хорош самый популярный в России овощ

Вокруг света
В мире костюмов: секреты стиля Николая Дроздова В мире костюмов: секреты стиля Николая Дроздова

Николай Дроздов — воплощение стиля ученого-полевика

Правила жизни
Ты просто не поймешь это, пока молода: письмо австралийки берет за живое всех женщин, которым уже исполнилось 45 Ты просто не поймешь это, пока молода: письмо австралийки берет за живое всех женщин, которым уже исполнилось 45

Что изменится в твоей жизни с возрастом?

VOICE
«Заходишь в вагон, а там 200 омоновцев стоит» «Заходишь в вагон, а там 200 омоновцев стоит»

Руслан Федотов о жизни московской подземки в своем фильме «Куда мы едем?»

Weekend
Флагман отрасли Флагман отрасли

Как холдинг ERSO развивает российский рынок электротехники

Наука
Сапсари Сапсари

Сапсари — удивительные собаки из Кореи

Weekend
3 урока, которые я извлек из 10 лет психотерапии 3 урока, которые я извлек из 10 лет психотерапии

К каким открытиям может привести психотерапия?

Psychologies
Дети остаются без поддержки взрослых: «Гарри Поттер» глазами семейного терапевта Дети остаются без поддержки взрослых: «Гарри Поттер» глазами семейного терапевта

Системный семейный терапевт оценивает их взаимоотношения персонажей «Поттерианы»

Psychologies
Бейонсе выбыла, Шарапова вернулась: самые богатые self-made женщины США моложе 40 лет Бейонсе выбыла, Шарапова вернулась: самые богатые self-made женщины США моложе 40 лет

Cписок самых богатых self-made-американок

Forbes
«Божественная босоножка»: жизнь и трагедия Айседоры Дункан «Божественная босоножка»: жизнь и трагедия Айседоры Дункан

Ее жизнь — как будто сценарий бразильского сериала

Вокруг света
10 книг, из-за которых ты снова полюбишь читать 10 книг, из-за которых ты снова полюбишь читать

Смотришь с отвращением на всю литературу ещё со школы?

Maxim
Возвращение к истокам Возвращение к истокам

Как вырастить богатый урожай без «химии» в любом климате

Лиза
Быть хорошим отцом — это как? Быть хорошим отцом — это как?

Какого отца можно считать достаточно хорошим?

Psychologies
Как запасти пищу на случай постапокалипсиса: что люди будут есть после ядерной зимы Как запасти пищу на случай постапокалипсиса: что люди будут есть после ядерной зимы

Каков самый выигрышный вариант еды на случай апокалипсиса?

ТехИнсайдер
Винишко с подругой vs поход к психологу: что выбрать Винишко с подругой vs поход к психологу: что выбрать

Всегда ли откровенные разговоры на кухне помогают залечить душевные раны?

Psychologies
Сюзанна: «Я решила, что популярность останется со мной навсегда. Но ошибалась» Сюзанна: «Я решила, что популярность останется со мной навсегда. Но ошибалась»

Очень честно и по-философски — так мы охарактеризовали это интервью с Сюзанной

ЖАРА Magazine
Как отрегулировать яркость экрана, чтобы глаза меньше уставали? Как отрегулировать яркость экрана, чтобы глаза меньше уставали?

Насколько важна правильная яркость экрана для комфортной работы за компьютером

CHIP
«Невидимый мир» — кроткий и нежный фильм о школьном буллинге и сопротивлении злу «Невидимый мир» — кроткий и нежный фильм о школьном буллинге и сопротивлении злу

«Невидимый мир» — бельгийский фильм о брате и сестре, которых травят в школе

Правила жизни
«Золото или жизнь»: краткая история пиратства «Золото или жизнь»: краткая история пиратства

Пиратство можно назвать одной из древнейших «профессий»

Вокруг света
Открыть в приложении