Для этого они провели измерение частоты 2S-2S перехода в мюонном ионе гелия

N+1Наука

Физики поставили рекорд в измерении размера альфа-частицы

Марат Хамадеев

Krauth et al. / Nature, 2021

Физики провели рекордно точное измерение зарядового радиуса ядра гелия с помощью лазерной спектроскопии. Для этого они присоединили к ядру мюон, и померили у образовавшегося иона частоту 2S-2P перехода. Работа опубликована в Nature.

Прецизионная лазерная спектроскопия — это один из самых точных экспериментальных методов в физике на сегодняшний день. Она основана на поиске и измерении резонансов атомных переходов с очень маленьким шагом. Увеличивающаяся точность с определенного момента позволила замечать влияние размера атомных ядер на резонансные частоты, и, соответственно, измерять этот размер.

Эта идея получила новое развитие, когда физики научились применять методы лазерной спектроскопии к мюонным атомам. Мюон — это частица, которая полностью подобна электрону, за исключением конечного времени жизни и массы, более чем в 200 раз превышающей массу электрона. Бóльшая масса означает меньший радиус орбиты, и, как следствие, волновая функция мюона перекрывается с волновой функцией ядра почти в 8 миллионов раз больше. Этот факт существенно увеличил точность в определении размеров различных ядер, что привело к обнаружению в 2010 году расхождений в радиусах протона, полученных на обычном и мюонном водородах. Подробнее об этой проблеме вы можете прочитать в нашем материале «Щель в доспехах».

В поисках решения образовавшейся загадки радиуса протона физики начали активнее исследовать простейшие ядра, такие как протон, дейтрон и альфа-частицу. И если размеры первых двух ядер уже были измерены с помощью лазерной спектроскопии, то информацию о размере ядра гелия до недавнего времени получали только с помощью рассеяния электронов. Этот пробел решила закрыть группа физиков из девяти стран при участии Альдо Антоньини (Aldo Antognini).

Ядро гелия — или альфа-частица — состоит из двух протонов и двух нейтронов. Оно занимает особое место в ядерной физике. Это самое легкое дважды магическое ядро, а потому оно стабильно и очень распространено во Вселенной. Бóльшая энергия связи по отношению к близким по массе немагическим ядрам приводит, к примеру, к тому, что, что размер ядра гелия на 20 процентов меньше, чем размер дейтрона, который состоит всего лишь из одного протона и одного нейтрона. Кроме того, парность всех нуклонов приводит к взаимной компенсации их орбитальных и спиновых моментов. Благодаря этому энергетические уровни атомов и ионов гелия не испытывают никакого сверхтонкого расщепления, что существенно упрощает интерпретацию спектров.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Маша Малиновская: «Идеальных партнеров не существует» Маша Малиновская: «Идеальных партнеров не существует»

Умеет Маша разбудить воображение!

Playboy
Новые Sonata, Haval, Granta, Sentra: на что жалуются владельцы на форумах Новые Sonata, Haval, Granta, Sentra: на что жалуются владельцы на форумах

Проблемы на свежих моделях авторынка и как их решают производители

РБК
Как распознать ложь по языку тела Как распознать ложь по языку тела

Как поймать лжеца с поличным

Psychologies
«Летающий банан» — пять серьезных фактов про самый смешной вертолет в истории «Летающий банан» — пять серьезных фактов про самый смешной вертолет в истории

Банана, банана-мама…

Maxim
Сила Сибири Сила Сибири

Пять городов Сибири, где можно насладиться настоящей зимой

Лиза
Неизменные перчатки, отсылки к Голливуду и регулярные разборы шкафа: каким был гардероб Любви Орловой Неизменные перчатки, отсылки к Голливуду и регулярные разборы шкафа: каким был гардероб Любви Орловой

Гардероб актрисы Любови Орловой, одной из главных советских икон стиля

Esquire
Проститутки, студенческие оргии и невинные дворянки. Каким был секс в царской России Проститутки, студенческие оргии и невинные дворянки. Каким был секс в царской России

Секс в дореволюционной России

СНОБ
Лед тронулся: чем грозят изменения климата в Арктике Лед тронулся: чем грозят изменения климата в Арктике

Морской лед — один из самых чувствительных компонентов природы Арктики

N+1
У половины мужчин, найденных на средневековом кладбище, были сломаны кости У половины мужчин, найденных на средневековом кладбище, были сломаны кости

Жизнь в Средние века была совсем не сладкой

National Geographic
Ешьте на здоровье! Ешьте на здоровье!

Простые способы, которые помогут избавиться от наеденных за зиму килограммов

Добрые советы
Экстремальные нагрузки вызвали появление аморфных фаз в высокоэнтропийном сплаве Экстремальные нагрузки вызвали появление аморфных фаз в высокоэнтропийном сплаве

Физики нашли аморфные зоны в кристаллической структуре металла под нагрузкой

N+1
12 книг, которые основатель Ecwid Руслан Фазлыев советует прочитать предпринимателям 12 книг, которые основатель Ecwid Руслан Фазлыев советует прочитать предпринимателям

Основатель Ecwid выбрал книги, которые сделали его тем, кто он есть

Inc.
Клуб первых жен: к истории фотосессии с Юлией Навальной Клуб первых жен: к истории фотосессии с Юлией Навальной

Жены оппозиционеров — это сила, с которой придется считаться

СНОБ
5 лучших хорроров, чтобы не скучать в пандемию: часть 1 5 лучших хорроров, чтобы не скучать в пандемию: часть 1

Лучшие книги для того, чтобы пощекотать себе нервы

Популярная механика
Как Джефф Безос стал самым богатым человеком в мире Как Джефф Безос стал самым богатым человеком в мире

Как Джефф Безос сколотил империю и заработал почти $200 млрд

РБК
Статистика, сокращатель ссылок, джинглы для комнат и другие сервисы, созданные вокруг Clubhouse Статистика, сокращатель ссылок, джинглы для комнат и другие сервисы, созданные вокруг Clubhouse

Подборка сервисов, возникших благодаря взлету Clubhouse

VC.RU
Ад каннибалов: какой получилась игра-хоррор Little Nightmares II Ад каннибалов: какой получилась игра-хоррор Little Nightmares II

Little Nightmares II — продолжение игры мире, где взрослые охотятся на детей

Esquire
Мастер спора международного класса Мастер спора международного класса

Главный спорщик XX века Амарилло Слим прославился невероятными пари

Maxim
Итоги «войны» Reddit и Уолл-стрит для её героев: кинотеатры AMC спасли себя, а GameStop не воспользовалась шумом Итоги «войны» Reddit и Уолл-стрит для её героев: кинотеатры AMC спасли себя, а GameStop не воспользовалась шумом

На GameStop заработали частные инвесторы и фонды, но не сам магазин

VC.RU
Семь грехов памяти: почему забытые слова вертятся на языке Семь грехов памяти: почему забытые слова вертятся на языке

Дэниел Шектер изучает ошибки памяти и разделяет их на несколько категорий

Forbes
Технологии на страже природы Технологии на страже природы

Олег Дубнов — об экологическом акселераторе GreenTech Startup Booster

Наука
Кашляю, задыхаюсь, умираю: как живет женщина с аллергией на мужа Кашляю, задыхаюсь, умираю: как живет женщина с аллергией на мужа

Они не подозревали, что из-за странной болезни их семейная жизнь разладится

Cosmopolitan
Игра в куклы помогает найти связь с собой и мирозданием Игра в куклы помогает найти связь с собой и мирозданием

В традиционном народном творчестве заключена целительная сила

Psychologies
10 невероятных историй из спорта, которые изменили мир 10 невероятных историй из спорта, которые изменили мир

Главное в спорте — подтверждение того, что границы возможностей человека условны

РБК
Катя Смольникова Катя Смольникова

Инженер-физик колдует над мультикремами, которые не перекраивают ваше лицо

Собака.ru
Бойкот Pepsi: как денежный розыгрыш привёл к массовым беспорядкам, миллионным искам и смертям Бойкот Pepsi: как денежный розыгрыш привёл к массовым беспорядкам, миллионным искам и смертям

Из-за ошибки сотням тысяч филиппинцев достались победные номера на крышках Pepsi

TJ
Король возвращается Король возвращается

Актер Эдди Мерфи возвращается в большое кино

Glamour
Вовремя перебросить молекулу Вовремя перебросить молекулу

Компания «Сибур» планирует в этом году увеличить экспорт полимеров

Эксперт
Снизившуюся популярность коллекционирования бабочек назвали угрозой их изучения Снизившуюся популярность коллекционирования бабочек назвали угрозой их изучения

Сегодня люди стараются фотографировать бабочек, а не ловить их

N+1
Мария Аронова. Бабье счастье Мария Аронова. Бабье счастье

Актриса Мария Аронова о семье, слабостях и страхе одиночества

Караван историй
Открыть в приложении