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

Я задушу тебя в своих объятиях Я задушу тебя в своих объятиях

Какие ловушки таит в себе слишком сильное влечение к партнеру

Psychologies
Будь как Земфира: выходит книга о главном феномене российской музыки ХХI века Будь как Земфира: выходит книга о главном феномене российской музыки ХХI века

Отрывок из книги Ольги Жарковой «Земфира и мы»

Forbes
Динамика квантового транспорта в фрактальных решетках оказалась зависима от размерности фрактала Динамика квантового транспорта в фрактальных решетках оказалась зависима от размерности фрактала

Измерение характеристик квантового транспорта в фрактальных фотонных решетках

N+1
Невероятная жизнь скрипача Оле Булла, которого называли «Элвисом XIX века» Невероятная жизнь скрипача Оле Булла, которого называли «Элвисом XIX века»

Его слава парадоксальным образом угасла сразу после смерти

Maxim
«Вернемся к нашим баранам»: стоит ли смотреть сериал про агента ФБР из истории о Ганнибале Лектере «Вернемся к нашим баранам»: стоит ли смотреть сериал про агента ФБР из истории о Ганнибале Лектере

Почему сериал «Кларисса» — спин-офф «Молчания ягнят» не стоит вашего внимания

Forbes
Прощайте, роботы: за что мы любим Daft Punk Прощайте, роботы: за что мы любим Daft Punk

Чем запомнится дуэт Daft Punk

Esquire
Ресторатор Евгений Ничипурук — о русской пивной и проекте братьев Рока Ресторатор Евгений Ничипурук — о русской пивной и проекте братьев Рока

Ресторатор Евгений Ничипурук — это человек-мотор, который все успевает

РБК
Британский фунт Британский фунт

Британский фунт — древнейшее в мире действующее платежное средство

Вокруг света
Иностранцы о русских. Часть 2: Отношения русского народа и власти Иностранцы о русских. Часть 2: Отношения русского народа и власти

Высказывания иностранцев об отношениях русского народа и власти

Maxim
Проверено на себе Проверено на себе

Vogue выбрал самых перспективных художниц в мире макияжа

Vogue
Как в реальности выглядели участники группы Дятлова, о которых сняли сериал? Как в реальности выглядели участники группы Дятлова, о которых сняли сериал?

Насколько сериал «Перевал Дятлова» соответствовал действительности?

Cosmopolitan
В США снесли одно из первых казино Трампа: каким было обанкротившееся предприятие экс-президента. Фоторепортаж В США снесли одно из первых казино Трампа: каким было обанкротившееся предприятие экс-президента. Фоторепортаж

История одного из первых казино Дональда Трампа — в фоторепортаже

Forbes
Какой мужчина! Сериалы с самыми привлекательными актерами Какой мужчина! Сериалы с самыми привлекательными актерами

Эти сериалы можно смотреть хотя бы ради актеров, исполняющих главные роли

Cosmopolitan
Не голодаем и не убиваем пресс! Как быстро сделать живот красивым в 3 приема Не голодаем и не убиваем пресс! Как быстро сделать живот красивым в 3 приема

Плоский и подтянутый живот — предел мечтаний любой девушки

Cosmopolitan
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
Опасные гидраты и где они обитают Опасные гидраты и где они обитают

Потепление климата связывают с ростом в атмосфере количества парниковых газов

Наука и жизнь
У вызывающей болезнь Крона бактерии нашли слабое место У вызывающей болезнь Крона бактерии нашли слабое место

Ученые надеются, что открыли ключ к созданию терапии болезни Крона

N+1
Песнь льда и пломбира Песнь льда и пломбира

Лиза Туктамышева – просто красивая девушка, которая любит мороженое!

Maxim
Мария Аронова. Бабье счастье Мария Аронова. Бабье счастье

Актриса Мария Аронова о семье, слабостях и страхе одиночества

Караван историй
7 типов отдыха, которые нужны каждому из нас 7 типов отдыха, которые нужны каждому из нас

Чтобы восполнить энергию, надо определить, в каком типе отдыха вы нуждаетесь

Psychologies
10 русских фильмов про женщин, которые не стыдно смотреть 10 русских фильмов про женщин, которые не стыдно смотреть

Русские фильмы про женщин, которые обязательно нужно посмотреть

Cosmopolitan
Археологи нашли пурпурные ткани времен царя Соломона и воссоздали процесс добычи красителя Археологи нашли пурпурные ткани времен царя Соломона и воссоздали процесс добычи красителя

Исследование окрашенного текстиля времен царя Соломона

N+1
«Я пересадила брови»: всё, что ты хотела знать о «новых» бровях Марии Погребняк «Я пересадила брови»: всё, что ты хотела знать о «новых» бровях Марии Погребняк

Хирург – о процедуре пересадки бровей: как она проводится, кому можно делать

Cosmopolitan
Бренды образования Бренды образования

Как попасть в престижный университет и стоит ли туда стремиться?

Forbes
Актер + актриса: почему распадаются красивые звездные пары Актер + актриса: почему распадаются красивые звездные пары

Психологи: знаменитостям не чужды кризисы, через которые проходят пары

Cosmopolitan
Как правильно пользоваться микроволновкой Как правильно пользоваться микроволновкой

Несколько хитрых приемов, благодаря которым твоя жизнь наполнится горячей пищей

Maxim
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
Бьюти-эволюция Инстасамки: как изменилась популярная блогерша из Тобольска Бьюти-эволюция Инстасамки: как изменилась популярная блогерша из Тобольска

Хип-хоп-певица Instasamka не так давно обновила «тюнинг»

Cosmopolitan
«Мозги и тело остаются здоровыми»: Хейли Бибер раскрыла секрет тонкой талии «Мозги и тело остаются здоровыми»: Хейли Бибер раскрыла секрет тонкой талии

Модель Хейли Бибер поделилась своими бьюти-лайфхаками

Cosmopolitan
Идеальная мужская аптечка: какие лекарства оставить, а какие скормить врагам Идеальная мужская аптечка: какие лекарства оставить, а какие скормить врагам

Даже у самого сурового мужчины дома должны быть эти лекарства

Maxim
Открыть в приложении