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

Космическая техника: беседа Александра Грека с космонавтом Марком Серовым Космическая техника: беседа Александра Грека с космонавтом Марком Серовым

27 июня в Сколково» состоялся дизайн-диалог «В невестомости»

Популярная механика
4 фразы, с помощью которых мы оправдываем прокрастинацию 4 фразы, с помощью которых мы оправдываем прокрастинацию

Эти слова подкрепляют нежелательное поведение и помогают откладывать дела

Psychologies
Правила здорового сна: уберите от кровати гаджеты и яблоки Правила здорового сна: уберите от кровати гаджеты и яблоки

Удается ли вам спать достаточное количество часов?

Psychologies
Каменные гости:  как топ-менеджер «Адаманта» стал коллекционером минералов Каменные гости:  как топ-менеджер «Адаманта» стал коллекционером минералов

Как Владимир Голубев увлекся камнями и что ему удалось собрать

Forbes
От Skype к робокурьерам, от Oculus — к военным дронам: стартапы предпринимателей после крупных проектов От Skype к робокурьерам, от Oculus — к военным дронам: стартапы предпринимателей после крупных проектов

Янус Фриис, Макс Левчин, Палмер Лаки и другие строят новых «единорогов»

VC.RU
Почему мужчинам феминизм нужен даже больше, чем женщинам Почему мужчинам феминизм нужен даже больше, чем женщинам

Что такое «вагинокапитализм» и кто виноват в том, что мужчины не плачут

GQ
10 старых романтических комедий, прошедших испытание временем 10 старых романтических комедий, прошедших испытание временем

10 старых прогрессивных романтических комедий, сильно опередивших свое время

Esquire
Иосиф Бродский: «Никакая жизнь не подлежит сохранению». О музее Иосифа Бродского «Полторы комнаты» в Санкт-Петербурге Иосиф Бродский: «Никакая жизнь не подлежит сохранению». О музее Иосифа Бродского «Полторы комнаты» в Санкт-Петербурге

Почему создатели музея Иосифа Бродского отказались от привычных форматов

СНОБ
«Мы суровый северный народ»: Юрий Колокольников — о Нолане, «Крюке» и образе плохих русских «Мы суровый северный народ»: Юрий Колокольников — о Нолане, «Крюке» и образе плохих русских

Актер Юрий Колокольников об изменениях в киноиндустрии в России и на Западе

Forbes
Ломает волосы, портит цвет и еще 3 причины отказаться от ламинирования Ломает волосы, портит цвет и еще 3 причины отказаться от ламинирования

Ламинирование – не единственный способ сделать волосы красивыми

Cosmopolitan
Нового зауропода из Узбекистана описали по единственному хвостовому позвонку Нового зауропода из Узбекистана описали по единственному хвостовому позвонку

Учены обнаружили нового динозавра из группы зауропод

N+1
«Рана» Оксаны Васякиной — роман о любви и нелюбви. Публикуем его фрагмент «Рана» Оксаны Васякиной — роман о любви и нелюбви. Публикуем его фрагмент

Отрывок из умного и эмоционально насыщенного романа о любви от Оксаны Васякиной

Esquire
Самые бесполезные вещи, за которые были заплачены баснословные деньги Самые бесполезные вещи, за которые были заплачены баснословные деньги

Список идиотских и безумно дорогих покупок

Maxim
Топим жир лежа - худеем к весне. Эффективные упражнения на диване для ленивых Топим жир лежа - худеем к весне. Эффективные упражнения на диване для ленивых

Диванный фитнес – это то, что сейчас точно зайдет!

Cosmopolitan
Стиль Дины Саевой: как одевалась блогерша-миллионерша из Таджикистана до славы Стиль Дины Саевой: как одевалась блогерша-миллионерша из Таджикистана до славы

Как одевалась блогер Дина Саева раньше и как одевается сейчас

Cosmopolitan
Не только родинки: 7 признаков меланомы, которые просто не замечают Не только родинки: 7 признаков меланомы, которые просто не замечают

Меланома – одно из самых опасных онкологических заболеваний

Cosmopolitan
Бег убивает колени: разбираемся в самой безумной беговой теории заговора Бег убивает колени: разбираемся в самой безумной беговой теории заговора

Как подойти к лету в хорошей форме и на своих двоих

GQ
Сын вырос и не общается с матерью: почему так происходит Сын вырос и не общается с матерью: почему так происходит

В чем сегодня заключается сыновний долг перед матерью?

Psychologies
В Египте нашли самую древнюю промышленную пивоварню В Египте нашли самую древнюю промышленную пивоварню

Предприятие возрастом около 5100 лет могло производить более 22000 литров пива

N+1
Изобрести велосипед на последней миле: как стартап из Краснодара вырос в 21 раз за счет ИИ и «ВкусВилла» Изобрести велосипед на последней миле: как стартап из Краснодара вырос в 21 раз за счет ИИ и «ВкусВилла»

Как стартап «Чекбокс» способен составить конкуренцию лидерам индустрии доставки

Forbes
10 мини-сериалов, на которые не жалко потратить хоть все выходные 10 мини-сериалов, на которые не жалко потратить хоть все выходные

Мини-сериал - идеальное блюдо выходного дня

Cosmopolitan
Главный подросток мира: стоит ли смотреть документалку о Билли Айлиш Главный подросток мира: стоит ли смотреть документалку о Билли Айлиш

«Билли Айлиш: Слегка размытый мир» — кино про самую главную девочку поколения Z

СНОБ
Алкогений: Эрик Клэптон Алкогений: Эрик Клэптон

Гитарист и певец Эрик Клэптон шел навстречу бутылке извилистыми путями

Maxim
Найдена замена кремнию: началась эра пoсткремниевой фотоники Найдена замена кремнию: началась эра пoсткремниевой фотоники

Дисульфид молибдена позволяет создать миниатюрные оптические устройства

Популярная механика
Длиннорогие ватуси Длиннорогие ватуси

От скрещивания египетской породы коров с зебу произошла порода ватуси

Наука и жизнь
«Я вышла замуж за игромана» «Я вышла замуж за игромана»

История созависимости и зависимости от нашей героини

Psychologies
Плохой «Учитель»: что такое «груминг» и почему за это можно сесть в тюрьму Плохой «Учитель»: что такое «груминг» и почему за это можно сесть в тюрьму

Разбираемся, почему отношения между учителем и учеником недопустимы

Forbes
Астрономы оценили скорость распространения изгиба в диске Млечного пути Астрономы оценили скорость распространения изгиба в диске Млечного пути

Ученые показали самую детальную визуализацию изгиба диска Млечного пути

N+1
Будь собой! Алина Фаркаш о том, что это на самом деле значит Будь собой! Алина Фаркаш о том, что это на самом деле значит

Быть собой - значит попрощаться с иллюзиями

Cosmopolitan
История Luxottica: как сирота из Милана стал первым итальянцем на Уолл-Стрит и купил Ray-Ban История Luxottica: как сирота из Милана стал первым итальянцем на Уолл-Стрит и купил Ray-Ban

Luxottica — самый крупный производитель очков и линз в мире

VC.RU
Открыть в приложении