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

Буддийские и даосские храмы Китая оказались убежищами для вековых деревьев Буддийские и даосские храмы Китая оказались убежищами для вековых деревьев

На территории буддийских и даосских храмов Китая сохранились вековые деревья

N+1
Моё тело – мои правила: природа женское сексуальности Моё тело – мои правила: природа женское сексуальности

Разбираемся в женской сексуальности, окутанной мифами и стереотипами

Cosmopolitan
Как организм слонов смог победить рак, и может ли человек достичь этого Как организм слонов смог победить рак, и может ли человек достичь этого

Генетическая загадка слонов: почему эти гиганты почти не болеют онкологией?

ТехИнсайдер
Минуту внимания! Минуту внимания!

Как заинтриговать и увлечь любую аудиторию

kiozk originals
Девушки и яйца: как стильные и вкусные завтраки приносят сотни миллионов Девушки и яйца: как стильные и вкусные завтраки приносят сотни миллионов

Как две девушки сделали бизнес на блюдах с яйцами?

Forbes
Немой из Назарета Немой из Назарета

«Должно быть, это рай» — история признанного режиссера непризнанного государства

Weekend
Топ-10 стран: большой вояж мечты Топ-10 стран: большой вояж мечты

Топ-10 лучших мест на планете-2021

Playboy
Панды обмазались конским навозом в холодную погоду Панды обмазались конским навозом в холодную погоду

Панды научились снижать чувствительность к холоду

N+1
Электромобили от бывшего замминистра и платформа для «Содержанок»: кому дали денег больше всех в 2020 году Электромобили от бывшего замминистра и платформа для «Содержанок»: кому дали денег больше всех в 2020 году

Пять российских проектов, получивших максимальную сумму инвестиции в 2020 году

Forbes
Директора по наследию — о винтажных драгоценностях в архивах брендов Директора по наследию — о винтажных драгоценностях в архивах брендов

Хранители наследия главных ювелирных домов возвращают ценные экспонаты прошлого

РБК
38 м² 38 м²

Квартиру на Чистых прудах дизайнер Анна Кларк оформила для мамы

AD
Я для себя. Светлана Бондарчук Я для себя. Светлана Бондарчук

В 2020‑м жизнь Светланы Бондарчук сильно изменилась

Glamour
Юрий Дудь стал героем года по версии читателей Forbes Lifе Юрий Дудь стал героем года по версии читателей Forbes Lifе

Юрий Дудь стал главным героем культурной жизни России в 2020 году

Forbes
Предсказать успех Tesla: как женщины совершили прорыв на фондовых рынках Предсказать успех Tesla: как женщины совершили прорыв на фондовых рынках

Как женщины-инвесторы предсказывали рост компаний, в которые никто не верил

Forbes
7 проблем, которые подарила человеку эволюция 7 проблем, которые подарила человеку эволюция

Этот неловкий момент, когда привычки твоего предка доставляют тебе немало хлопот

Maxim
«Не хочу и не обязан»: что нам должны наши друзья? «Не хочу и не обязан»: что нам должны наши друзья?

Разбираемся, есть ли границы в дружеской помощи и поддержке

Psychologies
Попугайчики-неразлучники: Алина Фаркаш о личных границах в браке Попугайчики-неразлучники: Алина Фаркаш о личных границах в браке

Насколько важно соблюдать личные границы в семье

Cosmopolitan
Литература Литература

Константин Мильчин рассказывает, какой была русская литература эпохи нулевых

Esquire
Правила жизни Пьера Кардена Правила жизни Пьера Кардена

Правила жизни французского модельера и бизнесмена Пьера Кардена

Esquire
Русская выхухоль, живи! Русская выхухоль, живи!

Если бы выхухоль умела говорить, то воззвала бы: «О люди, люди!»

Наука и жизнь
Профессия - изобретать: как безумные идеи становятся инженерным продуктом Профессия - изобретать: как безумные идеи становятся инженерным продуктом

Мы пришли к конструкторам из «Карфидов Лаб» испытать пассивный экзоскелет

Популярная механика
Как избавиться от навязчивых звонков на iPhone Как избавиться от навязчивых звонков на iPhone

Способы обезопасить себя от звонков с незнакомых номеров

CHIP
Преобразователи материи Преобразователи материи

Елена Стафьева о проекте Meet our Artisans

Weekend
Ноги в порядке: 6 необходимых средств для ухода за стопами Ноги в порядке: 6 необходимых средств для ухода за стопами

Как поддерживать красоту и здоровье ног

Psychologies
Как big data помогает повысить качество услуг: кейс «Почты России» Как big data помогает повысить качество услуг: кейс «Почты России»

Зачем компаниям нужен анализ big data

Inc.
[отыграть назад] [отыграть назад]

Прямо сейчас любимая резиденция Екатерины Великой идет на поправку

Собака.ru
Парадокс об актрисе Парадокс об актрисе

Ольга Федянина о «Дневниках» Алисы Коонен

Weekend
В команде с врагом В команде с врагом

Как работать с теми, кого вы недолюбливаете

kiozk originals
Как растут бренды Как растут бренды

О чем не знают маркетологи

kiozk originals
Почему покушение на ФСБ касается всех нас Почему покушение на ФСБ касается всех нас

Те, кто отвечают за закон и порядок, оказываются беззащитными перед хаосом

СНОБ
Открыть в приложении