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

Биомаркеры болезней сердца предсказали риск возникновения рака Биомаркеры болезней сердца предсказали риск возникновения рака

Какие биомаркеры сердечно-сосудистых заболеваний могут ускорять развитие рака

N+1
Почему ежегодную пресс-конференцию президента можно больше не смотреть Почему ежегодную пресс-конференцию президента можно больше не смотреть

Система перестала работать

СНОБ
CAR-NK-терапия из донорских стволовых клеток помогла пациентке с системной склеродермией CAR-NK-терапия из донорских стволовых клеток помогла пациентке с системной склеродермией

Исследователи сообщили об успешном лечении тяжелой системной склеродермии

N+1
10 необычных моделей Lada, которые не пошли в серию 10 необычных моделей Lada, которые не пошли в серию

Знаковые прототипы АвтоВАЗа, которые так и не добрались до конвейера

РБК
Польза печени трески: почему врачи рекомендуют есть этот деликатес зимой Польза печени трески: почему врачи рекомендуют есть этот деликатес зимой

Вкусная на бутерброде, источник незаменимых витаминов — все это печень трески

РБК
Прилетит вдруг Всевышний… Что такое карго-культ Прилетит вдруг Всевышний… Что такое карго-культ

Как возникает и развивается религия, можно изучить на примере карго-культа

Maxim
«Наука сознания. Современная теория субъективного опыта» «Наука сознания. Современная теория субъективного опыта»

Фрагмент книги «Наука сознания. Современная теория субъективного опыта»

N+1
Откуда берутся странные научные открытия, или как музыка может стать терапией и повышать иммунитет Откуда берутся странные научные открытия, или как музыка может стать терапией и повышать иммунитет

Отрывок из книги «Легко ли плыть в сиропе» о невероятных научных открытиях

Forbes
2001 год 2001 год

Митинг журналистов НТВ, шоу «За стеклом», появление «Единой России»

Esquire
Каверны: пустоты в дне судна, или как это работает Каверны: пустоты в дне судна, или как это работает

Вода для корабля – родная стихия. Но слишком вязкая

Популярная механика
Какие выводы должны сделать Армения и Россия из парада победы в Баку Какие выводы должны сделать Армения и Россия из парада победы в Баку

Реджеп Эрдоган и Ильхам Алиев отметили общую победу во второй карабахской войне

СНОБ
«Анастасия» — на «Титанике», а «Холоп» — на «Льду». Почему «Серебряные коньки» — самый симпатичный в этом году праздничный фильм «Анастасия» — на «Титанике», а «Холоп» — на «Льду». Почему «Серебряные коньки» — самый симпатичный в этом году праздничный фильм

«Серебряные коньки» — святочный рассказ, блокбастер и диснеевская сказка

Esquire
Новогодний террор: что будет, если Деда Мороза заменит искусственный интеллект Новогодний террор: что будет, если Деда Мороза заменит искусственный интеллект

Даже система, созданная для исполнения мечты, может превратить праздник в кошмар

Популярная механика
«Не обновляли со времен Горбачева». Иностранцы — о российских машинах «Не обновляли со времен Горбачева». Иностранцы — о российских машинах

Какие российские автомобили наделали много шума за рубежом

РБК
73 м² 73 м²

Марина Кутузова спроектировала современный интерьер с классическими деталями

AD
Астрономы заметили избыток лития в атмосфере грязного белого карлика Астрономы заметили избыток лития в атмосфере грязного белого карлика

Он попал туда из планетезималей

N+1
Одна вокруг света: самолетом на барбекю и встреча с полицией Одна вокруг света: самолетом на барбекю и встреча с полицией

Сотая серия о кругосветке москвички Ирины Сидоренко и ее собаки Греты

Forbes
Режиссер «Обратной связи» Алексей Нужный: «В России человек хочет одно, а делает что-то другое» Режиссер «Обратной связи» Алексей Нужный: «В России человек хочет одно, а делает что-то другое»

Режиссер Алексей Нужный рассказывает о своем новом фильме «Обратная связь»

Maxim
Как изменились наши представления о комфорте? Объясняет Hyundai Elantra Как изменились наши представления о комфорте? Объясняет Hyundai Elantra

В XXI веке комфорт — это не плавность хода автомобиля

Maxim
Игорь Вдовин: «Было бы прекрасно, если бы музыка спасала от паники» Игорь Вдовин: «Было бы прекрасно, если бы музыка спасала от паники»

Композитор Игорь Вдовин о свободе самовыражения и раздражающую музыку в кафе

РБК
Ночная жизнь Ночная жизнь

Синиша Лазаревич участвовал в знаковых для Москвы клубных проектах нулевых

Esquire
Токсичное пятно Токсичное пятно

В результате аварии на ТЭЦ «Норникеля» нефтепродукты растеклись по рекам

Forbes
Борис Улитин Борис Улитин

Борис Улитин служит в Театре комедии, а его голосами говорят герои блокбастеров

Собака.ru
Перестаньте отвечать «я занят». Гарвардские ученые доказали, что это обижает собеседника Перестаньте отвечать «я занят». Гарвардские ученые доказали, что это обижает собеседника

Ученые советуют никогда не отвечать так ни друзьям, ни коллегам

Inc.
Уроки латыни Уроки латыни

Демьян Кудрявцев, медиаменеджер и поэт, описывает Россию нулевых в стихах

Esquire
Тепло ли тебе, девица? Тепло ли тебе, девица?

Что делать, если ты постоянно мерзнешь?

Лиза
Эмоциональный интеллект для менеджеров проектов Эмоциональный интеллект для менеджеров проектов

Навыки работы с людьми, необходимые для достижения лучших результатов

kiozk originals
3 свежих научно-фантастических романа, завоевавших престижную литературную премию «Прометей» 3 свежих научно-фантастических романа, завоевавших престижную литературную премию «Прометей»

Впервые фантастическая премия «Прометей» была вручена в 1979 году

Популярная механика
Индустрия Индустрия

Генпродюсер канала «Пятница!» – о том, не напрасно ли мы прожили нулевые

Esquire
Страшные тайны королевских браков: измены, внебрачные дети и скандальный развод Страшные тайны королевских браков: измены, внебрачные дети и скандальный развод

Королевский брак может казаться сказкой, но за ним кроются ограничения

Cosmopolitan
Открыть в приложении