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

Астрономы впервые достоверно нашли экзопланету с кратной полярной орбитой Астрономы впервые достоверно нашли экзопланету с кратной полярной орбитой

Ученые впервые подтвердили существование экзопланеты с кратной полярной орбитой

N+1
Брак с конюхом: как сложилась личная жизнь единственной дочери Елизаветы II Брак с конюхом: как сложилась личная жизнь единственной дочери Елизаветы II

Разбираемся в том, что правда, а что вымысел в сериале «Корона»

Cosmopolitan
Ученые описали оптимальный отдых, который действительно восстановит ваши силы Ученые описали оптимальный отдых, который действительно восстановит ваши силы

Как спланировать свой отпуск, чтобы получить от него максимальную пользу

Psychologies
Что остается за рамками новой этики Что остается за рамками новой этики

В современном мире постепенно исчезают любые этические границы

СНОБ
Собаки могут предупредить о распространении опасной «лихорадки долины» Собаки могут предупредить о распространении опасной «лихорадки долины»

Ученые показали, что собаки также как и человек страдают от лихорадки долины

ТехИнсайдер
Конфуз Меган, танец Дианы и смех Кейт: самые неловкие моменты с женами принцев Конфуз Меган, танец Дианы и смех Кейт: самые неловкие моменты с женами принцев

Члены королевской семьи не застрахованы от курьезных ситуаций

Cosmopolitan
Юлия, Сергей и Арина Матвиенко Юлия, Сергей и Арина Матвиенко

Почему Петербург — это город, которому идут и ретро, и авангард, и тотал-блэк

Собака.ru
Голос мира Голос мира

Аида Гарифуллина – о том, как она создает себе новогоднее настроение

Grazia
Новозеландцы отключили ночное освещение ради спасения редких буревестников Новозеландцы отключили ночное освещение ради спасения редких буревестников

Отключение освещения помогло молодым птицам не сбиваться с курса на пути к морю

N+1
Почему подход Waymo к автопилоту может оказаться надёжнее подхода Tesla Почему подход Waymo к автопилоту может оказаться надёжнее подхода Tesla

Чем примечателен подход Waymo к автономным такси?

VC.RU
Кто подставил Путина. Почему власть больше не преследует авторов расследований о семье президента Кто подставил Путина. Почему власть больше не преследует авторов расследований о семье президента

Как хотите, а в Кремле явно творится что-то неладное

СНОБ
Брэду Питту – 57! Вспоминаем лучшие высказывания актера Брэду Питту – 57! Вспоминаем лучшие высказывания актера

Вспомнили лучшие высказывания Брэда Питта, показывающие, что он за человек

РБК
Вероника Ивашкевич Вероника Ивашкевич

Антикварный фарфор, бриллианты днем и лыжная кофта на зиму

Собака.ru
Формула счастья Формула счастья

Квартира в современном стиле ар–деко для семейной пары

SALON-Interior
Навигатор Навигатор

Для странствий духа тоже нужна карта, считали сибирские шаманы

Вокруг света
Алексей Герман и Елена Окопная Алексей Герман и Елена Окопная

Как Ленинградский рок-клуб диктовал моду и почему барахолки — великий источник

Собака.ru
Джордж Клуни смотрится жутко привлекательно и выразительно в фильме «Полночное небо» Джордж Клуни смотрится жутко привлекательно и выразительно в фильме «Полночное небо»

Джорджу Клуни абсолютно нечего делать в космосе

GQ
Во имя отца и сына. На Netflix вышел «Манк» — ревизия «Гражданина Кейна» от режиссера Дэвида Финчера и сценариста Джека Финчера, его отца Во имя отца и сына. На Netflix вышел «Манк» — ревизия «Гражданина Кейна» от режиссера Дэвида Финчера и сценариста Джека Финчера, его отца

«Манк» — новый фильм Дэвида Финчера, который обязательно войдет в историю

Esquire
Новый прибор будет изучать марсианские изотопы Новый прибор будет изучать марсианские изотопы

C помощью этого лазера можно изучить состав атмосферы Красной планеты

Популярная механика
Как спасти семейные ценности Как спасти семейные ценности

Как после развода проводить время с детьми родителям «выходного дня»?

СНОБ
«Пожертвование — не выигрыш»: как работает фандрайзинг детского хосписа «Дом с маяком» «Пожертвование — не выигрыш»: как работает фандрайзинг детского хосписа «Дом с маяком»

На что живет детский хоспис «Дом с маяком» и как расходует средства

Forbes
Ингеборга Дапкунайте: «Неужели я буду играть по-другому, если в зале сидит 25 человек, а не 100» Ингеборга Дапкунайте: «Неужели я буду играть по-другому, если в зале сидит 25 человек, а не 100»

Ингеборга Дапкунайте – о том, зачем помогать хосписам и как справляться с гневом

GQ
Моя терапия: «Я перестала бояться праздников» Моя терапия: «Я перестала бояться праздников»

Как нашей героине удалось изменить своё отношение к праздникам

Psychologies
Главный злодей в триллере о пандемии — банальный грипп. Фрагмент из книги «Следующая пандемия» Главный злодей в триллере о пандемии — банальный грипп. Фрагмент из книги «Следующая пандемия»

Отрывок из книги Али Хана об опасности, которую несёт грипп

СНОБ
Как вежливо отказать: 9 советов, если ты хочешь сказать кому-то «нет» Как вежливо отказать: 9 советов, если ты хочешь сказать кому-то «нет»

Подборка советов, которые помогут научиться вежливо отказывать людям

Playboy
Наступает время ARM: почему в 2020 году бизнес решил отойти от Intel Наступает время ARM: почему в 2020 году бизнес решил отойти от Intel

Intel медленно, но теряет лидерство на рынке

VC.RU
Как Газпромбанк помог водителю микроавтобуса стать совладельцем мегаподрядчика «Газпрома» Как Газпромбанк помог водителю микроавтобуса стать совладельцем мегаподрядчика «Газпрома»

В 2018 году «Газпром» начал создавать своего мегаподрядчика

Forbes
«Спать вместе, но сугубо иронически»: отрывок из дебютного романа Салли Руни «Спать вместе, но сугубо иронически»: отрывок из дебютного романа Салли Руни

Фрагмент из дебютном романа Салли Руни о близости и дружбе

Forbes
Афантазия не помешала работе пространственной памяти Афантазия не помешала работе пространственной памяти

У людей с афантазией пространственная память все равно работает нормально

N+1
Ретродрама «Манк» – самый эстетский и красивый фильм Дэвида Финчера Ретродрама «Манк» – самый эстетский и красивый фильм Дэвида Финчера

«Манк» — неожиданный проект для живописца маньяков и убийц Дэвида Финчера

GQ
Открыть в приложении