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

Тысячи сомиков-шмелей вскарабкались по водопадам Тысячи сомиков-шмелей вскарабкались по водопадам

Почему южноамериканские сомики-шмели необычно ведут себя у водопадов

N+1
2004 год 2004 год

Теракт в Беслане, отмена прямых губернаторских выборов и второй срок Путина

Esquire
Стремечко назвали идеальной костью для палеогеномного исследования Стремечко назвали идеальной костью для палеогеномного исследования

Почему при анализе древней ДНК нужно отдавать предпочтение стремечку

N+1
Как дизайн-мышление помогает DeepTech-компаниям создавать новые технологии Как дизайн-мышление помогает DeepTech-компаниям создавать новые технологии

Как использовать дизайн-мышление, чтобы изобретать новое и проектировать будущее

Inc.
Как ожидаемое вознаграждение управляет вниманием и решением человека Как ожидаемое вознаграждение управляет вниманием и решением человека

Концентрация внимания и выбор решения контролируются разными областями мозга

ТехИнсайдер
7 смертных грехов как основа счастливой жизни 7 смертных грехов как основа счастливой жизни

Пороки, которые мы выбираем: гнев, гордыня, праздность, алчность, сладострастие

Maxim
Одна вокруг света: американские аллигаторы и ночная остановка в Южной Каролине Одна вокруг света: американские аллигаторы и ночная остановка в Южной Каролине

99-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и ее собаки

Forbes
Сексуальное насилие в Голливуде: самые громкие дела в истории «фабрики грез» Сексуальное насилие в Голливуде: самые громкие дела в истории «фабрики грез»

Сексуальные домогательства в Голливуде носят, похоже, массовый характер

Cosmopolitan
Технологии будущего: как они преобразят жизнь человека в следующие несколько лет Технологии будущего: как они преобразят жизнь человека в следующие несколько лет

Как технологии будущего позволят человеку выйти за рамки тесной реальности

Forbes
Все наследство псу под хвост: самые странные пункты из завещаний звезд Все наследство псу под хвост: самые странные пункты из завещаний звезд

Звезды отличаются оригинальностью даже в своих завещаниях

Cosmopolitan
Правила жизни Ирины Антоновой Правила жизни Ирины Антоновой

Правила жизни президент ГМИИ имени Пушкина Ирины Антоновой

Esquire
Можно ли удержать партнера с помощью секса? Можно ли удержать партнера с помощью секса?

Можно ли при помощи секса спасти угасающие чувства?

Psychologies
Актриса в разводе и бунтарь: история романа принца Гарри и Меган Маркл Актриса в разводе и бунтарь: история романа принца Гарри и Меган Маркл

Какие испытания прошли Меган и Гарри, чтобы остаться вместе?

Cosmopolitan
Шестилетняя Настя из России, геймеры и комики: самые высокооплачиваемые YouTube-блогеры мира по версии Forbes Шестилетняя Настя из России, геймеры и комики: самые высокооплачиваемые YouTube-блогеры мира по версии Forbes

Youtube-блогеры с самыми высокими доходами

Forbes
«Кажется, я плохая мать»: что делать, если у тебя материнское выгорание «Кажется, я плохая мать»: что делать, если у тебя материнское выгорание

Каждой маме знакомо это чувство: кажется, что ты окончательно выбилась из сил

Cosmopolitan
Апокалипсис, которого не было Апокалипсис, которого не было

Знаменитая история о том, как одна ГМ-бактерия едва не погубила мир

Популярная механика
Астроциты уличили в поедании синапсов взрослых мышей Астроциты уличили в поедании синапсов взрослых мышей

Клетки глии оказались способны к поеданию межнейронных контактов в мозге

N+1
Прикоснуться к сердцу Прикоснуться к сердцу

Завтрак съешь сам — этого правила неизменно придерживаются на юге Китая

Вокруг света
Судьба во власти планет: что такое натальная карта и как ее рассчитать Судьба во власти планет: что такое натальная карта и как ее рассчитать

По натальной карте можно многое узнать о характере человека

Cosmopolitan
Почему глава SoftBank Масаёси Сон — плохая ролевая модель для инвесторов Почему глава SoftBank Масаёси Сон — плохая ролевая модель для инвесторов

Как Масаёси Соне в своём стремлении быть венчурным капиталистом дошел до безумия

Inc.
Как в кино: какая она — любовь во снах и наяву Как в кино: какая она — любовь во снах и наяву

Что говорит о нас неопределенность сегодняшнего дня?

РБК
Перемен! 8 мифов о лидере группы «Кино» Перемен! 8 мифов о лидере группы «Кино»

Симулянт, мастер кунг-фу и жертва агентов КГБ. Это все о Викторе Цое?

Вокруг света
Интервью с режиссером Георгием Сурковым Интервью с режиссером Георгием Сурковым

Интервью с молодым режиссером «Современника» Георгием Сурковым

СНОБ
Как работают магазины без кассиров «Пятерочки» и «Азбуки вкуса» и сколько это стоит Как работают магазины без кассиров «Пятерочки» и «Азбуки вкуса» и сколько это стоит

Из чего складывается стоимость «магазинов будущего»

Forbes
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.
Элизабет Дебики. Подарки судьбы Элизабет Дебики. Подарки судьбы

Ей было всего двадцать, когда один звонок изменил жизнь австралийской актрисы

Караван историй
Честность и преданность, но без перфекционизма: как стать инфлюенсером для команды Честность и преданность, но без перфекционизма: как стать инфлюенсером для команды

Как помочь команде добиться большего, не прибегая к принуждению и манипуляциям

Forbes
До сих пор не верим! Супонев, Насыров, Бодров и другие погибшие кумиры 90-х До сих пор не верим! Супонев, Насыров, Бодров и другие погибшие кумиры 90-х

Они были талантливы и любимы, но их жизни оборвались...

Cosmopolitan
Рома Зверь — про непротестный рок, надоевший рэп и зло из телевизора Рома Зверь — про непротестный рок, надоевший рэп и зло из телевизора

Вечно молодой группе «Звери» исполнилось 20 лет: интервью с ее лидером

РБК
Как завещала Сонька Золотая Ручка: почему театр в 2020 году превратился в медиа Как завещала Сонька Золотая Ручка: почему театр в 2020 году превратился в медиа

Как театр переживал кризис и превратился в новые медиа

Forbes
Открыть в приложении