Физики применили технику частотных гребенок для решения загадки радиуса протона

N+1Наука

Физики на шаг приблизились к решению загадки радиуса протона

Марат Хамадеев

Grinin et al. / Science, 2020

Физики из Германии провели рекордно точное измерение частоты двухфотонного 1S-3S перехода атома водорода, лежащего в ультрафиолетовой области, с помощью техники частотных гребенок. Результаты эксперимента позволили получить уточненные значения постоянной Ридберга и зарядового радиуса протона, что приблизило ученых к решению «загадки радиуса протона». Работа опубликована в Science.

«Загадкой радиуса протона» называется расхождение данных по измерению протонного размера, полученных различными экспериментальными группами. Она возникла в 2010 году, когда были опубликованы результаты по сверхточному измерению лэмбовского сдвига в мюонном водороде — экзотической частице, в котором электрон заменен мюоном. Мюон, согласно принципу лептонной универсальности, не должен отличаться от электрона ничем, кроме массы и времени жизни. Из-за того, что мюон в 207 раз тяжелее, он ближе находится к протону, следовательно, эксперименты с мюонными атомами позволяют точнее определить его размер.

Оказалось, что радиус протона, полученный при измерении 2S-2P перехода в мюонном водороде и примерно равный 0,84 фемтометра, отличается на 4σ от того же радиуса, полученного серией спектроскопических экспериментов на обычном водороде и экспериментами по электрон-протонному рассеянию, и примерно равного 0,88 фемтометра. Такое большое расхождение подстегнуло экспериментальные и теоретические исследования этой проблемы (подробнее о том, как возникла загадка радиуса протона, вы можете прочитать в нашем материале «Щель в доспехах»).

Примечательно, что в большинстве последующих экспериментов подтвердилось меньшее значение радиуса протона. Исключением стала работа, опубликованная парижской группой физиков в 2018 году: их результаты соответствовали большему значению радиуса. Это послужило мотивацией для группы из Института квантовой оптики общества Макса Планка при участии Алексая Гринина (Alexey Grinin) повторить это измерение с помощью лазера, который генерирует оптические частотные гребенки.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

В палеолитическом пещерном святилище впервые нашли голубые краски В палеолитическом пещерном святилище впервые нашли голубые краски

Люди эпохи верхнего палеолита пользовались красками голубых оттенков

N+1
83 м² 83 м²

Дизайнер сумела превратить неудачную планировку квартиры в удобное пространство

AD
Древние люди 700 000 лет глотали зерна, пока не научились их разжевывать Древние люди 700 000 лет глотали зерна, пока не научились их разжевывать

Первые доказательства: диета может возникать раньше физической адаптации

ТехИнсайдер
Самые легендарные хитрецы в культуре: Локи, Карлсон, Одиссей, Остап Бендер и другие Самые легендарные хитрецы в культуре: Локи, Карлсон, Одиссей, Остап Бендер и другие

Трикстеры — самые смешные и опасные обитатели мира культуры

Maxim
Sapiens Sapiens

Краткая история человечества

kiozk originals
«Кто-то ставит Шекспира, кто-то ставит Чехова, а я ставлю Малевича» «Кто-то ставит Шекспира, кто-то ставит Чехова, а я ставлю Малевича»

Драган Живадинов о театре в невесомости и искусстве информанса

Weekend
Как сделать действительно крутого снеговика: снежный дьявол и еще четыре идеи Как сделать действительно крутого снеговика: снежный дьявол и еще четыре идеи

Стоит пройти снегопаду, и тысячи взрослых высыпают на улицы лепить снеговиков

Maxim
Правила жизни Энтони Хопкинса Правила жизни Энтони Хопкинса

Правила жизни актера Энтони Хопкинса

Esquire
Сладкие обещания: как владельцы кондитерской Lamm’s спасли бизнес, продавая сертификаты на эклеры Сладкие обещания: как владельцы кондитерской Lamm’s спасли бизнес, продавая сертификаты на эклеры

Как последняя попытка помогла Александре Ламм спасти бизнес и погасить долги

Forbes
Чай пуэр: как правильно заваривать и чем может быть полезен китайский напиток Чай пуэр: как правильно заваривать и чем может быть полезен китайский напиток

Потенциальные польза и вред чая пуэр, способы его заварки

Playboy
«Чики», «Ход королевы», «Голливуд»: лучшие сериалы 2020 года «Чики», «Ход королевы», «Голливуд»: лучшие сериалы 2020 года

Ведущие подкаста «В предыдущих сериях» выбрали лучшие сериалы 2020 года

Forbes
В проклятии есть плюсы: как открытие новых природных ресурсов может подстегнуть экономику В проклятии есть плюсы: как открытие новых природных ресурсов может подстегнуть экономику

Новые месторождения могут открыть возможности экономического роста

Forbes
Как расстаться с девушкой по-джентльменски? Как расстаться с девушкой по-джентльменски?

Подробная инструкция что делать, чтобы бывшая исчезла из твоей жизни без обид

Maxim
Не только «Ирония судьбы» Не только «Ирония судьбы»

Домашний просмотр этих фильмов точно подарит ощущение праздника

Лиза
Заклятие «Массандры» Заклятие «Массандры»

Хозяйству на Южном берегу Крыма нужна новая идеология развития

Forbes
В чистом поле В чистом поле

Редактор Vogue разбирается, какие марки макияжа достойны звания clean beauty

Vogue
Чтение выходного дня: фрагмент нового романа автора «Облачного атласа» Дэвида Митчелла Чтение выходного дня: фрагмент нового романа автора «Облачного атласа» Дэвида Митчелла

Фрагмент из нового романа Дэвида Митчелла «Утопия-авеню»

Esquire
Барражирующие боеприпасы: что это такое Барражирующие боеприпасы: что это такое

Концепция оружия нового поколения – барражирующие боеприпасы

Популярная механика
Родом с гоночной трассы Родом с гоночной трассы

Какие технологии пришли в серийные автомобили от гоночных Porsche

Популярная механика
Людей обвинили в гибели 75 процентов видов нелетающих птиц Людей обвинили в гибели 75 процентов видов нелетающих птиц

Если бы не человек, на Земле жило бы более двухсот видов нелетающих птиц

N+1
Крупные шмели оказались разборчивее мелких Крупные шмели оказались разборчивее мелких

Крупные шмели тратят больше времени, чтобы запомнить цветки

N+1
Николай Цискаридзе: «...Всё проиграть и всё начать сначала» Николай Цискаридзе: «...Всё проиграть и всё начать сначала»

Артист и педагог Николай Цискаридзе о стойкости и способности многое преодолеть

Здоровье
Можно ли удержать партнера с помощью секса? Можно ли удержать партнера с помощью секса?

Можно ли при помощи секса спасти угасающие чувства?

Psychologies
Три истории об анорексии у мужчин Три истории об анорексии у мужчин

Принято считать, что анорексия — женская болезнь

СНОБ
Меха и мужские костюмы: как одеваются знаменитые российские балерины Меха и мужские костюмы: как одеваются знаменитые российские балерины

Выяснили, как в обычной жизни одеваются российские балерины

Cosmopolitan
Плохой дядя Плохой дядя

Как уберечь ребенка от «нехороших людей»?

Лиза
«На яркие эмоции денег вообще не жалко»: правила потребления сооснователя «Кухни на районе» Кирилла Родина «На яркие эмоции денег вообще не жалко»: правила потребления сооснователя «Кухни на районе» Кирилла Родина

Кирилл Родин рассказывает, почему стоит смотреть на покупки как на инвестиции

Forbes
NASA выпустило ролик о том, как марсоход Perseverance будет садиться на Красную планету: NASA выпустило ролик о том, как марсоход Perseverance будет садиться на Красную планету:

Марсоход NASA Perseverance совершит попытку приземления на Марс

Популярная механика
Личное дело Натана Стругацкого Личное дело Натана Стругацкого

В архиве РНБ (бывшая Публичка) обнаружили личное дело Натана Стругацкого

Дилетант
Сара Спенсер: кем была женщина, отвергнувшая принца Чарльза? Сара Спенсер: кем была женщина, отвергнувшая принца Чарльза?

Почему Сара Спенсер отказала принцу Чарльзу?

Cosmopolitan
Открыть в приложении