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

«Россия: страна, которая хочет быть другой. Двадцать пять лет — взгляд изнутри» «Россия: страна, которая хочет быть другой. Двадцать пять лет — взгляд изнутри»

Приватизация и либерализация цен изменила жизнь россиян

N+1
Планета обезьянник: таймлайн давления государства на рейвы с 1990-х и до наших дней Планета обезьянник: таймлайн давления государства на рейвы с 1990-х и до наших дней

История рейвов в России: как они начались и почему закончились

Esquire
CAR-T-клетки получили прямо в организме четырех пациентов CAR-T-клетки получили прямо в организме четырех пациентов

Результаты испытаний технологии для получения противоопухолевых Т-лимфоцитов

N+1
Правила жизни Энтони Хопкинса Правила жизни Энтони Хопкинса

Правила жизни актера Энтони Хопкинса

Esquire
Антиоксиданты: зачем они нужны и где их искать Антиоксиданты: зачем они нужны и где их искать

Какие продукты стоит внести в меню, чтобы поддерживать тело в тонусе?

Правила жизни
Цена счастья Цена счастья

За деньги счастье не купишь?

Robb Report
Опасная шестерка: самые частые болезни у мужчин и женщин Опасная шестерка: самые частые болезни у мужчин и женщин

Топ-3 самых частых болезней у мужчин и женщин

Cosmopolitan
Почему Россия не сможет выступать с позиции силы Почему Россия не сможет выступать с позиции силы

Кремль испробовал все способы, чтобы добиться уважения Запада

СНОБ
Биология творчества и шедевры душевнобольных Биология творчества и шедевры душевнобольных

Отрывок из книги Эрика Канделя «Расстроенная психика»

СНОБ
Империя Эльфа: как бывший торговец вымышленной валютой зарабатывает миллионы на раскрутке блогеров Империя Эльфа: как бывший торговец вымышленной валютой зарабатывает миллионы на раскрутке блогеров

В чем причина успеха знаменитого в 2010-е Эльфа-торговца?

Forbes
В чистом поле В чистом поле

Редактор Vogue разбирается, какие марки макияжа достойны звания clean beauty

Vogue
Виталий Мутко — Forbes: «К концу года банки выдадут льготной ипотеки на 1 трлн рублей» Виталий Мутко — Forbes: «К концу года банки выдадут льготной ипотеки на 1 трлн рублей»

Виталий Мутко об арендном жилье в России и о том, чем плохи апартаменты

Forbes
Астрономы нашли солнечную радиовспышку у красного карлика Астрономы нашли солнечную радиовспышку у красного карлика

Между оптическими вспышками и радиовсплесками у красных карликов есть связь

N+1
Леонид Барац: «Мужчин взрослых я пока не видел. Только Владимир Владимирович Путин взрослый» Леонид Барац: «Мужчин взрослых я пока не видел. Только Владимир Владимирович Путин взрослый»

В новом фильме «Квартета И» не будет ни слова про пандемию и политику

GQ
66 м² 66 м²

Чтобы не дробить пространство, архитекторы использовали перегородки из сетки

AD
Оторви и брось Оторви и брось

Как Ария Кулина пыталась следовать советам из отрывного календаря для женщин

Cosmopolitan
«Спать вместе, но сугубо иронически»: отрывок из дебютного романа Салли Руни «Спать вместе, но сугубо иронически»: отрывок из дебютного романа Салли Руни

Фрагмент из дебютном романа Салли Руни о близости и дружбе

Forbes
Великие сражения, в которых непонятно кто победил Великие сражения, в которых непонятно кто победил

К черту подробности! Какой счет?

Maxim
Алфавитная косметика Алфавитная косметика

Разбираемся в особенностях так называемой алфавитной косметики

Лиза
Телефон доверия: кто и как использует подмену мобильных номеров Телефон доверия: кто и как использует подмену мобильных номеров

Технологию подмены номера используют как крупные компании, так и мошенники

Forbes
Русская Tesla: 5 отечественных автомобилей, которые удивили Русская Tesla: 5 отечественных автомобилей, которые удивили

Все что нужно знать о новых российских электромобилях

РБК
Личное дело Натана Стругацкого Личное дело Натана Стругацкого

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

Дилетант
Как решить проблему неприязни к маленьким детям Как решить проблему неприязни к маленьким детям

Вас раздражают чужие младенцы?

СНОБ
33 несчастья: как быть, если с тобой все время случаются мелкие неприятности? 33 несчастья: как быть, если с тобой все время случаются мелкие неприятности?

Понимание того, везет тебе или не везет, зависит только от угла зрения

Cosmopolitan
Алексей Сальников: «Общайся! Живи!» Юмористический рассказ Алексей Сальников: «Общайся! Живи!» Юмористический рассказ

Рассказ «Общайся! Живи!» о том, что такое смерть

СНОБ
Почему бизнес в стиле Uber так нравится инвесторам Почему бизнес в стиле Uber так нравится инвесторам

Уберизация позволяет достичь фантастического роста бизнеса

Forbes
Почему отправлять готовые поздравления — не лучшая идея Почему отправлять готовые поздравления — не лучшая идея

Почему далеко не все рады готовым поздравлениям и стоит ли их посылать?

Psychologies
Чужие здесь не ходят: к кому обращается Путин на пресс-конференциях и прямых линиях Чужие здесь не ходят: к кому обращается Путин на пресс-конференциях и прямых линиях

Пресс-конференции президента рассчитаны на россиян старшего поколения

Forbes
«Щелкунчик»: путешествие во времени. Часть 1 «Щелкунчик»: путешествие во времени. Часть 1

Долгая история самого новогоднего балета. Часть 1

Культура.РФ
Лифтинг — правда или фейк? Какие процедуры действительно подтягивают кожу лица Лифтинг — правда или фейк? Какие процедуры действительно подтягивают кожу лица

Что в историях о “подтягивающих” средствах правда, а что ложь?

Cosmopolitan
Открыть в приложении