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

Камбоджийские рыбаки поймали шесть вымирающих гигантских сомов меньше чем за неделю Камбоджийские рыбаки поймали шесть вымирающих гигантских сомов меньше чем за неделю

Рыбаки из Камбоджи менее чем за неделю поймали шесть гигантских шильбовых сомов

N+1
Александр Дуэль: Идеальная бизнес-стратегия — 2020. Пять правил успешной цифровой трансформации Александр Дуэль: Идеальная бизнес-стратегия — 2020. Пять правил успешной цифровой трансформации

Цифровая трансформация — глобальное изменение и потрясение основ

СНОБ
«История Земли в 25 камнях: Геологические тайны и люди, их разгадавшие» «История Земли в 25 камнях: Геологические тайны и люди, их разгадавшие»

Кто разрешил спор о природе лавы

N+1
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
Целибат сведет в могилу: почему не заниматься сексом смертельно опасно Целибат сведет в могилу: почему не заниматься сексом смертельно опасно

Наука в очередной раз доказала, что секс — это лучшее лекарство

Maxim
Какое животное самое опасное для человека: отвечают эксперты Какое животное самое опасное для человека: отвечают эксперты

Думаете, самыми опасными и смертоносными являются большие хищники? Как бы не так

Популярная механика
Топ-10 стран: большой вояж мечты Топ-10 стран: большой вояж мечты

Топ-10 лучших мест на планете-2021

Playboy
Империя Эльфа: как бывший торговец вымышленной валютой зарабатывает миллионы на раскрутке блогеров Империя Эльфа: как бывший торговец вымышленной валютой зарабатывает миллионы на раскрутке блогеров

В чем причина успеха знаменитого в 2010-е Эльфа-торговца?

Forbes
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
Лучшие зарубежные музыкальные альбомы 2020 года Лучшие зарубежные музыкальные альбомы 2020 года

Музыкальные альбомы, которые пробились сквозь информационный шум 2020 года

Esquire
Названы 9 правил питания, которые помогают жить дольше Названы 9 правил питания, которые помогают жить дольше

Что нужно есть, чтобы жить дольше и быть здоровыми

Inc.
Хотите стать успешным — перестаньте работать в одиночку Хотите стать успешным — перестаньте работать в одиночку

Хотите расширить бизнес, увеличить доходы и жить в своё удовольствие?

Inc.
Глава Zoom Эрик Юань каждый день задает себе один вопрос. Он помогает ему решать проблемы и добиваться успеха Глава Zoom Эрик Юань каждый день задает себе один вопрос. Он помогает ему решать проблемы и добиваться успеха

Глава Zoom Эрик Юань — «А что я могу сделать сегодня по-другому?»

Inc.
Вернуть и сохранить близость: 7 советов для пар Вернуть и сохранить близость: 7 советов для пар

Когда в любви начинаются трудности, мы ищем действенные способы все «починить»

Psychologies
«Не хочу и не обязан»: что нам должны наши друзья? «Не хочу и не обязан»: что нам должны наши друзья?

Разбираемся, есть ли границы в дружеской помощи и поддержке

Psychologies
11 худших товаров для мужчин 11 худших товаров для мужчин

Примеры странных предметов, которые в разные времена пытались продать мужчинам

Maxim
Котлета денег: из чего делают искусственное мясо и почему оно так дорого стоит Котлета денег: из чего делают искусственное мясо и почему оно так дорого стоит

Глядя на эти цены начинает казаться, что дешевле есть сразу деньги

Maxim
«Шаха», «шестерочка», «шестерка»: невыдуманные случаи из жизни самых престижных «Жигулей» «Шаха», «шестерочка», «шестерка»: невыдуманные случаи из жизни самых престижных «Жигулей»

Народная любимица шестерка, которая плохо кончила

Maxim
Канадский смокинг, банты и узоры: стиль Джона Малковича в ключевых деталях Канадский смокинг, банты и узоры: стиль Джона Малковича в ключевых деталях

Джон Малкович одевается необычно и местами экстравагантно

Esquire
Пряное золото: как подделывают специи на Рождество и Новый Год Пряное золото: как подделывают специи на Рождество и Новый Год

Вы уверены, что мята, корица и шалфей в вашем супермаркете настоящие?

Популярная механика
Оторви и брось Оторви и брось

Как Ария Кулина пыталась следовать советам из отрывного календаря для женщин

Cosmopolitan
Каким был первый новогодний фильм в истории? Каким был первый новогодний фильм в истории?

В Российской империи первые новогодние фильмы выпустили в 1913 году

Культура.РФ
Режим «Перезагрузка» Режим «Перезагрузка»

Если в жизни все идет совсем не так, надо срочно переходить к плану «Б»

Лиза
Выходим из праздников Выходим из праздников

Способы ликвидировать последствия новогоднего переедания

Худеем правильно
Индия после Ганди Индия после Ганди

История крупнейшей демократии в мире

kiozk originals
Революция баров: как власти бесстрашно приняли вызов питерского общепита Революция баров: как власти бесстрашно приняли вызов питерского общепита

Это только кажется, что в стране остались деполитизированные сферы

Forbes
Хотите перемен? Задайте себе «волшебный» вопрос Хотите перемен? Задайте себе «волшебный» вопрос

В чем ваша проблема? Что мешает вам получать удовольствие от жизни?

Psychologies
Шесть суровых фактов о публичных домах вермахта Шесть суровых фактов о публичных домах вермахта

Война войной, а любовь по расписанию

Maxim
Леонид Барац: «Мужчин взрослых я пока не видел. Только Владимир Владимирович Путин взрослый» Леонид Барац: «Мужчин взрослых я пока не видел. Только Владимир Владимирович Путин взрослый»

В новом фильме «Квартета И» не будет ни слова про пандемию и политику

GQ
Я к вам травою прорасту Я к вам травою прорасту

Как умереть, не нанося вред окружающей среде

Seasons of life
Открыть в приложении