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

Гигантские шершни добрались до Европы Гигантские шершни добрались до Европы

Южных гигантских шершней заметили в Испании

N+1
Токсичное пятно: как экологическая катастрофа в Норильске отразилась на репутации компании Владимира Потанина Токсичное пятно: как экологическая катастрофа в Норильске отразилась на репутации компании Владимира Потанина

Почему затраты «Норникеля» на экологию пока не заметны

Forbes
Редкоземельные металлы: что такое, почему редкие и зачем нужны людям Редкоземельные металлы: что такое, почему редкие и зачем нужны людям

Какие металлы считаются редкоземельными и почему получили такое название

ТехИнсайдер
Подлинная история д’Артаньяна Подлинная история д’Артаньяна

Жизнь д’Артаньяна точно нельзя назвать скучной

Дилетант
Кружок, два глаза и улыбка: кто и когда придумал первый смайлик Кружок, два глаза и улыбка: кто и когда придумал первый смайлик

Как родилась идея смайлика, которая впоследствии изменила мир

ТехИнсайдер
Правила жизни Жана-Люка Годара Правила жизни Жана-Люка Годара

Правила жизни режиссера «новой волны» Жана-Люка Годара

Esquire
Топ-7 зимних хоррор-видеоигр Топ-7 зимних хоррор-видеоигр

Эти видеоигры доказывают, что зима может быть крайне неуютным временем года

Популярная механика
Что такое «стокгольмский синдром» и почему люди любят тех, кто над ними издевается Что такое «стокгольмский синдром» и почему люди любят тех, кто над ними издевается

Почему большинство людей так склонны любить тех, кто над ними издевается?

Maxim
15 кухонных гаджетов, которые мы используем неправильно 15 кухонных гаджетов, которые мы используем неправильно

Этими вещами мы пользуемся неправильно, даже не подозревая об этом

Популярная механика
Защищаем руки Защищаем руки

Руки требуют этой зимой дополнительного ухода

Здоровье
Дмитрий Лиханов: Звезда и Крест. Отрывок из книги Дмитрий Лиханов: Звезда и Крест. Отрывок из книги

Фрагмент из романа Дмитрия Лиханова о том, как настоящее повторяет прошлое

СНОБ
«Этичное» золото и постпотребительский хлопок: как мировые бренды становятся устойчивыми «Этичное» золото и постпотребительский хлопок: как мировые бренды становятся устойчивыми

Как модные и бьюти-бренды повышают свою устойчивость

Forbes
Распишитесь в получении перемен: каким оказался 2020-й Распишитесь в получении перемен: каким оказался 2020-й

Что мы поняли, чему научились и как изменились в 2020 году

РБК
Александр Вольтман и Алексей Никульшин Александр Вольтман и Алексей Никульшин

Холсты Ильи Гапонова, пижамы Dries Van Noten и портниха из МВД

Собака.ru
30 лет – это свобода! 30 лет – это свобода!

Разговор с одним из самых востребованных музыкантов

Playboy
Роборуку научили чувствовать предметы с помощью солнечных панелей Роборуку научили чувствовать предметы с помощью солнечных панелей

Часть панелей закрывается и перестает вырабатывать электричество

N+1
9 неочевидных признаков, по которым местные моментально вычисляют туристов 9 неочевидных признаков, по которым местные моментально вычисляют туристов

Нет, туристов узнают не только по большому фотоаппарату

Playboy
Как постарели парни из 'N Sync, Blue, 5ive и других популярных бойз-бендов Как постарели парни из 'N Sync, Blue, 5ive и других популярных бойз-бендов

Что случилось с бывшими участниками известных поп-групп

Cosmopolitan
Как решить проблему неприязни к маленьким детям Как решить проблему неприязни к маленьким детям

Вас раздражают чужие младенцы?

СНОБ
Рентгеновские снимки Ника Визи: автобусы и трактора в рентгене Рентгеновские снимки Ника Визи: автобусы и трактора в рентгене

Фотограф Ник Визи превратил рентгеновские снимки в искусство

Популярная механика
Автор бестселлера о башнях-близнецах – о катастрофе, которую еще можно предотвратить Автор бестселлера о башнях-близнецах – о катастрофе, которую еще можно предотвратить

Возможно, вы станете есть меньше мяса, прочитав книгу «Погода – это мы»

GQ
Гипотезу Дарвина о происхождении вторично бескрылых насекомых подтвердили 160 лет спустя Гипотезу Дарвина о происхождении вторично бескрылых насекомых подтвердили 160 лет спустя

Оказалось, что главным фактором их эволюции является сильный ветер

N+1
Самые красивые молодые российские актеры: от Пети Федорова до Вани Янковского Самые красивые молодые российские актеры: от Пети Федорова до Вани Янковского

Десятка самых обаятельных, харизматичных и талантливых парней

Cosmopolitan
«Папина дочка»: счастливый билет или приговор? «Папина дочка»: счастливый билет или приговор?

Когда отец — твой идеал мужчины, это хорошо или плохо?

Cosmopolitan
Алексей Герман и Елена Окопная Алексей Герман и Елена Окопная

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

Собака.ru
Личная жизнь Анны Австрийской Личная жизнь Анны Австрийской

Анна Австрийская считалась самой красивой женщиной Европы своего времени

Дилетант
Фактор роста Фактор роста

Развеиваем мифы о длинных волосах и рассказываем, как правильно их отращивать

Glamour
Как научиться воспринимать конструктивную критику: 4 рабочие стратегии Как научиться воспринимать конструктивную критику: 4 рабочие стратегии

Пора начать прислушиваться к взвешенному мнению окружающих

Playboy
Константин Воробьев и Ольга Самошина. «Ни в парше, ни в парче, а так, вообче» Константин Воробьев и Ольга Самошина. «Ни в парше, ни в парче, а так, вообче»

Они поженились восемнадцатилетними, на втором курсе театрального института

Караван историй
Как сделать действительно крутого снеговика: снежный дьявол и еще четыре идеи Как сделать действительно крутого снеговика: снежный дьявол и еще четыре идеи

Стоит пройти снегопаду, и тысячи взрослых высыпают на улицы лепить снеговиков

Maxim
Открыть в приложении