Физики уточнили лэмбовский сдвиг в мюонии
Физики из коллаборации Mu-MASS представили данные по уточненному значению лэмбовского сдвига в мюонии. Результат оказался в согласии с расчетами квантовой электродинамики и позволил наложить дополнительные ограничения на Новую физику. Работа опубликована в Physical Review Letters.
Лэмбовский сдвиг — это часть энергий атомных уровней, которые не может объяснить релятивистская квантовая механика. Основной вклад в лэмбовский сдвиг исходит от взаимодействия атома с вакуумом, выражающегося в рождении и уничтожении виртуальных частиц. Для описания этих процессов была разработана квантовая электродинамика, ставшая эталонов для остальных типов взаимодействия.
Квантовая электродинамика известна своей точностью. Ответом со стороны эксперимента стали сверхточные измерения энергетических уровней атомов, в том числе и экзотических. В конечном итоге обеих точностей стало достаточно, чтобы учесть влияние конечности размера ядра. Последнее десятилетие в физике водородоподобных атомов прошло в поиске решения загадки радиуса протона, которая заключалась в том, что размеры протона, получаемые с помощью спектроскопии обычного и мюонного водорода, отличаются на четыре процента. Подробнее об этом вы можете прочитать в материале «Щель в доспехах».
Однако для проверки квантовой электродинамики интерес представляют чисто лептонные атомы, в которых нет необходимости учитывать размер ядра. К таковым можно отнести позитроний (электрон + позитрон) и мюоний (антимюон + электрон). Так, недавние эксперименты по спектроскопии позитрония выявили расхождение с теорией, превышающее четыре стандартных отклонения. Мюоний еще лучше подходит для таких экспериментов, поскольку его время жизни существенно больше, чем у позитрония. Однако проделанные измерения лэмбовского