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

Ответственность за три четверти ожидаемых случаев рака желудка возложили на хеликобактер Ответственность за три четверти ожидаемых случаев рака желудка возложили на хеликобактер

Хроническая инфекция хеликобактер служит основной причиной рака желудка

N+1
Кто куда, а я – в баню! Кто куда, а я – в баню!

Баня никогда не выходит из моды

Здоровье
Гейдельбергский человек из Петралонской пещеры умер не меньше 277 тысяч лет назад Гейдельбергский человек из Петралонской пещеры умер не меньше 277 тысяч лет назад

Как ученые установили датировку древнего черепа из пещеры Петралона

N+1
От Коко Шанель до звезд соцсетей: как образ парижанки годами помогает продавать косметику и одежду От Коко Шанель до звезд соцсетей: как образ парижанки годами помогает продавать косметику и одежду

Как компании эксплуатируют «французскую тему»?

Forbes
От Голливуда до слухов про лоботомию: печальная история успеха Фрэнсис Фармер От Голливуда до слухов про лоботомию: печальная история успеха Фрэнсис Фармер

Правда о трагедии женщины, чей образ исказили газетные мифы

ТехИнсайдер
Арсен Ревазов: Одиночество-12. Первая глава Арсен Ревазов: Одиночество-12. Первая глава

Отрывок из нового философского детектива Арсена Ревазова

СНОБ
К чему приведет признание экоцида преступлением против человечности К чему приведет признание экоцида преступлением против человечности

Экологические преступления могут быть приравнены к геноциду

СНОБ
Как поменять свою жизнь Как поменять свою жизнь

Вопрос о том, как поменять свою жизнь, приходит в голову многим из нас

Psychologies
Женщина 20 лет не убирала в доме, но он оставался чистым. Почему? Женщина 20 лет не убирала в доме, но он оставался чистым. Почему?

Думаете, дом, который не убирался больше 20 лет был похож на свалку?

Популярная механика
Апокалипсис, которого не было Апокалипсис, которого не было

Знаменитая история о том, как одна ГМ-бактерия едва не погубила мир

Популярная механика
Комбайны: современные, российские Комбайны: современные, российские

Чем хороши современные модели отечественных комбайнов

Популярная механика
Защищенный геном Защищенный геном

Научно обоснованная программа активации 5 защитных функций организма

kiozk originals
Берегли вещь для особого случая? Используйте ее прямо сейчас Берегли вещь для особого случая? Используйте ее прямо сейчас

Почему мы не используем то, что приобрели, и как с этим справиться

Psychologies
Как расшифровали шифр серийного убийцы Зодиака Как расшифровали шифр серийного убийцы Зодиака

Какие приемы использовал Зодиак в этом необычном коде, и как он был «взломан»

Популярная механика
Супермикроспособности Супермикроспособности

Человеку не дано крыльев, вечной жизни и способностей к телепортации

Maxim
Правила жизни Ирины Антоновой Правила жизни Ирины Антоновой

Правила жизни президент ГМИИ имени Пушкина Ирины Антоновой

Esquire
Евгений Гришковец: Если бы мне пришлось сдавать ЕГЭ, я бы не окончил школу Евгений Гришковец: Если бы мне пришлось сдавать ЕГЭ, я бы не окончил школу

Писатель Евгений Гришковец рассказывает, как жить с дислексией

СНОБ
Как правильно реагировать на критику: 6 способов ответить с достоинством Как правильно реагировать на критику: 6 способов ответить с достоинством

Советы психологов о том, как лучше всего реагировать на критику

Playboy
От Ice Bucket до Skibidi: 10 самых популярных челленджей От Ice Bucket до Skibidi: 10 самых популярных челленджей

Самые знаменитые интернет-челленджи и флешмобы

РБК

Какое влияние смартфоны оказывают на наш внешний вид

Cosmopolitan
Африка и шуточки: как и чем живет сегодня группа СБПЧ Африка и шуточки: как и чем живет сегодня группа СБПЧ

Что происходит с группой СБПЧ

РБК
Итоги в гейм-индустрии: главные тренды и 5 лучших игр 2020 года Итоги в гейм-индустрии: главные тренды и 5 лучших игр 2020 года

5 самых примечательных видеоигр 2020 года

Esquire
Цапли, ибис каравайка и бескрайние просторы: как в России развивается сельский заповедный туризм Цапли, ибис каравайка и бескрайние просторы: как в России развивается сельский заповедный туризм

Показываем, как живут современные заповедники России

Forbes
Запуск десятилетия? Какой получилась игра Cyberpunk 2077 (обзор Esquire) Запуск десятилетия? Какой получилась игра Cyberpunk 2077 (обзор Esquire)

Почему Cyberpunk 2077 — это один из лучших релизов года, который мы ждали не зря

Esquire
Первые строчки Billboard и продюсер-миллиардер: группа BTS в цифрах Первые строчки Billboard и продюсер-миллиардер: группа BTS в цифрах

K-pop-группа BTS бьет рекорд за рекордом

РБК
56 м² 56 м²

Дизайнеры создали атмосферу дачи в своей московской квартире

AD
7 лучших фантастических романов 2020 года 7 лучших фантастических романов 2020 года

Фантастические романы, на которые непременно нужно обратить внимание

Популярная механика
Истории в деталях Истории в деталях

Михаил Зыгарь – о новой книге «Все свободны» про президентские выборы 1996 года

Grazia
Безопасно ли принимать витамины — врач рассказывает о последствиях Безопасно ли принимать витамины — врач рассказывает о последствиях

Чем грозит переизбыток витаминов и почему нельзя принимать их самостоятельно

Cosmopolitan
Археологи исследовали загадочные артефакты из бивня мамонта Археологи исследовали загадочные артефакты из бивня мамонта

Коллекция позднепалеолитического комплекса Усть-Кова в Северном Приангарье

Популярная механика
Открыть в приложении