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

Святая вода из Эфиопии вызвала семь случаев устойчивой холеры в Европе Святая вода из Эфиопии вызвала семь случаев устойчивой холеры в Европе

Вспышка холеры в Европе: во всем виновата святая вода из Эфиопии

N+1
2006 год 2006 год

Газовая война с Украиной, смерть Анны Политковской и беспорядки в Кондопоге

Esquire
Астрономы подтвердили существование экзогиганта на ретроградной орбите в тесной двойной системе Астрономы подтвердили существование экзогиганта на ретроградной орбите в тесной двойной системе

Астрономы нашли экзогиганта на необычно широкой и ретроградной орбите

N+1
Кулебяка — украшение русского стола Кулебяка — украшение русского стола

Старинная русская кулебяка — традиционное новогоднее угощение

Наука и жизнь
Недобрососедские отношения: как зумеры обесценили мечту миллениалов и что из этого получилось Недобрососедские отношения: как зумеры обесценили мечту миллениалов и что из этого получилось

Почему зумерам и миллениалами так сложно взаимодействовать друг с другом?

Правила жизни
Немой из Назарета Немой из Назарета

«Должно быть, это рай» — история признанного режиссера непризнанного государства

Weekend
Полярное сияние Полярное сияние

Какой хайлайтер выбрать и как им правильно пользоваться?

Лиза
25 типичных ошибок, которые каждый мужчина совершает снова и снова 25 типичных ошибок, которые каждый мужчина совершает снова и снова

Есть вещи, которые делать нельзя, но мы все равно делаем. И потом жалеем!

Maxim
Женщина 20 лет не убирала в доме, но он оставался чистым. Почему? Женщина 20 лет не убирала в доме, но он оставался чистым. Почему?

Думаете, дом, который не убирался больше 20 лет был похож на свалку?

Популярная механика
Золотая рыбка Золотая рыбка

Объясняем, как выбрать качественную нарезку из слабосоленого лосося

Лиза
3 научно-фантастических романа, нарушающих лунные законы NASA 3 научно-фантастических романа, нарушающих лунные законы NASA

Книги, в которых нарушается «Соглашение Артемиды»

Популярная механика
Список: альтернативы сервису Maps.me с офлайн-картами для путешествий Список: альтернативы сервису Maps.me с офлайн-картами для путешествий

Сервисы онлайн-карт, которые могут стать альтернативой maps.me

VC.RU
Исследование: российский венчурный рынок вырос почти вдвое в 2020 году — до 21,9 млрд рублей Исследование: российский венчурный рынок вырос почти вдвое в 2020 году — до 21,9 млрд рублей

По данным РВК и PwC за полгода, рынок сократился — всё дело в методе подсчёта

VC.RU
Еще один повод Еще один повод

Знаменитости, которые играли свадьбы и родились в Новый год

Лиза
Что смотреть: 10 дорам о любви, которые идеальны для совместного просмотра Что смотреть: 10 дорам о любви, которые идеальны для совместного просмотра

Любовные киноистории из Южной Кореи и Китая — это нечто прекрасное

Cosmopolitan
Зрительный контакт с роботом и человеком вызвал схожие психофизиологические реакции Зрительный контакт с роботом и человеком вызвал схожие психофизиологические реакции

Реакции на прямой взгляд были интенсивнее, чем на отведенный в сторону

N+1
Кто и как развивает удмуртские села Кто и как развивает удмуртские села

Какие социокультурные проекты объединяют Удмуртию и причем тут ролевики

СНОБ
Свой Монплезир Свой Монплезир

Дом с роскошным интерьером для приёма гостей и проведения торжеств

SALON-Interior
19 м² 19 м²

Двухуровневая квартира Александры Ермиловой из BüroBlanc в здании бывшей фабрики

AD
18 идей для гастрономического путешествия по России 18 идей для гастрономического путешествия по России

Самые аппетитные пункты в меню страны – и места, где их нужно пробовать

GQ
Самцы бахромчатогубых листоносов покрылись пахучей коркой в брачный сезон Самцы бахромчатогубых листоносов покрылись пахучей коркой в брачный сезон

Размер корки на самцах листоносов коррелирует с их тестостероном

N+1
MAXIM рецензирует русский сиквел «Неадекватные люди 2» MAXIM рецензирует русский сиквел «Неадекватные люди 2»

Долгожданный фильм о сложной судьбе людей со сложными щами

Maxim
Привести планету в порядок Привести планету в порядок

Как это — жить по-человечески?

Seasons of life
Снежное шоу Снежное шоу

Новый год на даче – настоящая зимняя феерия

Лиза
Птицы научились зондировать субстрат клювом еще в эпоху динозавров Птицы научились зондировать субстрат клювом еще в эпоху динозавров

Древние птицы литорнитиды обладали чувствительными клювами, подобно киви

N+1
16 предметов гардероба, которых лучше избегать каждому мужчине 16 предметов гардероба, которых лучше избегать каждому мужчине

Правила мужского гардероба, которые стоит распечатать и повесить на стену

Playboy
Рейтинг брендов Рейтинг брендов

Новые марки, которые стали заметны на рынке за год

Forbes
Включай праздник! Включай праздник!

Готовим для близких оригинальные подарки – hand-made и не только

Лиза
Археологи исследовали загадочные артефакты из бивня мамонта Археологи исследовали загадочные артефакты из бивня мамонта

Коллекция позднепалеолитического комплекса Усть-Кова в Северном Приангарье

Популярная механика
56 м² 56 м²

Неправильную геометрию квартиры дизайнер исправила с помощью систем хранения

AD
Открыть в приложении