Сверхточное измерение изотопического сдвига g-фактора водородоподобного неона

N+1Наука

Физики уточнили изотопический сдвиг g-фактора водородоподобного неона

Марат Хамадеев

Tim Sailer et al. / Nature, 2022

Физики из Германии и России провели сверхточное измерение изотопического сдвига электронного магнитного момента у водородоподобных ионов неона. Совместное измерение пары изотопов в ловушке Пеннинга позволило существенно уменьшить погрешности и довести относительную точность измерения разницы их g-факторов до 5,6 × 10−13. Исследование опубликовано в Nature.

Говоря о соотношении размеров атома и его ядра, часто приводят в сравнение футбольный стадион, в середине которого лежит горошина. Глядя на расстояния, разделяющие электрон и ядро, можно считать последнее точкой. Этот подход оказался плодотворным: в начале XX века — на заре атомной физики — физики считали ядро точечным, и свежесозданная квантовая механика прекрасно справлялась с результатами экспериментов той эпохи. Приближение точечного ядра оставалось удовлетворительным даже тогда, когда потребовался учет взаимодействия между орбитальным движением электрона и его спином, а также релятивистских эффектов.

Однако прогресс в области экспериментальной физики вскоре стал обнажать тончайшие атомные эффекты. К их числу относятся конечность массы ядра, приводящая к эффектам отдачи, и конечность его размеров, что выражается в неточечном распределении электрического заряда и намагниченности. Конечность размеров атомного ядра (в первую очередь водорода) стала точкой несовместности двух групп экспериментов, получившей название «загадка радиуса протона». Этой проблеме мы посвятили отдельный материал «Щель в доспехах», а также активно следим за ходом ее разрешения.

Конечность размера массы ядра тоже интересует физиков. Кроме смещения энергетических уровней это приводит к тончайшему изменению отклика электрона на магнитное поле, которое характеризуется его магнитным моментом, выраженным через фактор Ланде или g-фактор. Выделение этого эффекта при измерении свойств одиночных ионов возможно, но страдает от точности, поскольку конечность массы тонет на фоне множества других квантовоэлектродинамических (КЭД) эффектов.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Физики подтвердили спин-зарядовое разделение в одномерной квантовой жидкости Физики подтвердили спин-зарядовое разделение в одномерной квантовой жидкости

Физики измерили свойства зарядовых и спиновых волн в одномерной ферми-жидкости

N+1
Что не смогла предсказать Ванга: история любви ясновидящей Что не смогла предсказать Ванга: история любви ясновидящей

В жизни Ванги было трое мужчин, но отношения с ними не сделали ее счастливой

VOICE
Как победить храп соседа по купе и другие секреты выживания в поезде Как победить храп соседа по купе и другие секреты выживания в поезде

Как сделать путешествие на поезде идиллическим?

Maxim
Лошади из мавзолея Цинь Шихаунди оказались высокими взрослыми самцами Лошади из мавзолея Цинь Шихаунди оказались высокими взрослыми самцами

Для погребального ритуала первого императора Цинь отбирались высокие жеребцы

N+1
Одна вокруг света: нефтяные протесты и поломка в пустыне Одна вокруг света: нефтяные протесты и поломка в пустыне

173-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко: Перу

Forbes
Не бесстыжие: 12 невероятных фактов о рыжих — все чистая правда Не бесстыжие: 12 невероятных фактов о рыжих — все чистая правда

Рыжие действительно сильно отличаются от тех, чьи волосы от другого цвета

VOICE
Такой ошибки не простит история: 10 древних артефактов, уничтоженных по глупости людей Такой ошибки не простит история: 10 древних артефактов, уничтоженных по глупости людей

Многие ценнейшие артефакты были разрушены случайно, из-за банального невежества

ТехИнсайдер
Завтрак от громовой птицы: ученые раскрыли секрет древней австралийской яичницы Завтрак от громовой птицы: ученые раскрыли секрет древней австралийской яичницы

Аборигены Зеленого континента знали толк в сытной еде

Вокруг света
В Ростове, где встречают нас событья В Ростове, где встречают нас событья

Сериал «ЮЗЗЗ»: шекспировские страсти в Южном федеральном округе

Weekend
Безопасность или свобода? Безопасность или свобода?

Лето даёт ребёнку шансы обзавестись опытом, но не всегда всё проходит гладко

Здоровье
Что читать летом: 10 новых книг о том, как мы живем сегодня Что читать летом: 10 новых книг о том, как мы живем сегодня

Книги, которые помогут объяснить сегодняшний день или найти в нем свое место

Правила жизни
Как понять, что вас пытается обольстить социопат Как понять, что вас пытается обольстить социопат

Как понять, что ваш потенциальный партнер — социопат?

Psychologies
Как ведьмы стали женщинами Как ведьмы стали женщинами

Как в ведьмах видели угрозу государству, церкви и капитализму

Weekend
Семь марионеток Семь марионеток

Каким было правительство марионеточной «Финляндской Демократической Республики»

Дилетант
Жидкий гелий не помешал вращаться молекуле дейтерия Жидкий гелий не помешал вращаться молекуле дейтерия

Шаро-стержневое представление о молекулах помогает понять их структуру и состав

N+1
«Сначала станьте друзьями»: ключ к счастливой любви «Сначала станьте друзьями»: ключ к счастливой любви

Правда ли, что настоящая любовь начинается с дружбы?

Psychologies
«Вкус детства»: история «той самой» советской сгущёнки «Вкус детства»: история «той самой» советской сгущёнки

Когда появилась, какой была и стала «та самая» сгущёнка

Вокруг света
Почему советское мороженое стало предметом культа Почему советское мороженое стало предметом культа

Вспоминаем времена, когда пломбир был единственным недефицитным продуктом

Maxim
Страх и ненависть в вишневом саду Страх и ненависть в вишневом саду

Режиссер Театра на Бронной Микита Ильинчик – о своем причудливом пути

СНОБ
В выходные и не только: как провести время вдвоем В выходные и не только: как провести время вдвоем

Мы подготовили список из 100 вариантов, как провести время вдвоем с любимым

VOICE
Утро — доброе: 11 правил для хорошего начала дня Утро — доброе: 11 правил для хорошего начала дня

Лишь немногие способны спокойно собраться с утра и при этом все успеть

Psychologies
Подводные пирамиды и статуи «рептилоидов»: 20 самых загадочных объектов мира Подводные пирамиды и статуи «рептилоидов»: 20 самых загадочных объектов мира

Древний булыжник удивляет нас больше, чем компьютер размером в полладони

Вокруг света
Огромная свалка комет: подлинная природа Плутона Огромная свалка комет: подлинная природа Плутона

Плутон больше не считают планетой, но от этого он не становится менее интересным

ТехИнсайдер
Вот как защититься от укуса комаров: так насекомые больше не будут вам надоедать Вот как защититься от укуса комаров: так насекомые больше не будут вам надоедать

У нас есть для вас пара секретов, которые помогут избежать укусов комаров

ТехИнсайдер
5 ошибок воспитания, которые ломают судьбу детям, - исправь их, пока не поздно! 5 ошибок воспитания, которые ломают судьбу детям, - исправь их, пока не поздно!

Какое поведение родителей может негативно отразиться на будущем детей?

VOICE
Работает ли фильм «Секрет»: как исполнить свое желание без карты желаний Работает ли фильм «Секрет»: как исполнить свое желание без карты желаний

Как исполнять желания и добиваться целей тем, кто не верит в мистику

Psychologies
Эти вещи ни в коем случае нельзя хранить дома: рассказывает эксперт Васту Эти вещи ни в коем случае нельзя хранить дома: рассказывает эксперт Васту

Есть вещи, которые ни в коем случае не стоит хранить в доме. Рассказываем, какие

VOICE
Кто мы такие, чего мы хотим. Как сформировать психологический портрет подростка Кто мы такие, чего мы хотим. Как сформировать психологический портрет подростка

Что могут сделать родители для успешной адаптации ребенка во взрослой жизни

СНОБ
Настасья Кербенген. Голубая кровь Настасья Кербенген. Голубая кровь

Настасья Кербенген никогда не думала о том, чтобы стать актрисой

Коллекция. Караван историй
Фридрих Паулюс: как сложилась судьба первого плененного немецкого фельдмаршала Фридрих Паулюс: как сложилась судьба первого плененного немецкого фельдмаршала

Фридрих Паулюс стал первым немецким фельдмаршалом, взятым в плен на поле боя

ТехИнсайдер
Открыть в приложении