Сверхточное измерение изотопического сдвига g-фактора водородоподобного неона

N+1Наука

Физики уточнили изотопический сдвиг g-фактора водородоподобного неона

Марат Хамадеев

Tim Sailer et al. / Nature, 2022

Физики из Германии и России провели сверхточное измерение изотопического сдвига электронного магнитного момента у водородоподобных ионов неона. Совместное измерение пары изотопов в ловушке Пеннинга позволило существенно уменьшить погрешности и довести относительную точность измерения разницы их g-факторов до 5,6 × 10−13. Исследование опубликовано в Nature.

Говоря о соотношении размеров атома и его ядра, часто приводят в сравнение футбольный стадион, в середине которого лежит горошина. Глядя на расстояния, разделяющие электрон и ядро, можно считать последнее точкой. Этот подход оказался плодотворным: в начале XX века — на заре атомной физики — физики считали ядро точечным, и свежесозданная квантовая механика прекрасно справлялась с результатами экспериментов той эпохи. Приближение точечного ядра оставалось удовлетворительным даже тогда, когда потребовался учет взаимодействия между орбитальным движением электрона и его спином, а также релятивистских эффектов.

Однако прогресс в области экспериментальной физики вскоре стал обнажать тончайшие атомные эффекты. К их числу относятся конечность массы ядра, приводящая к эффектам отдачи, и конечность его размеров, что выражается в неточечном распределении электрического заряда и намагниченности. Конечность размеров атомного ядра (в первую очередь водорода) стала точкой несовместности двух групп экспериментов, получившей название «загадка радиуса протона». Этой проблеме мы посвятили отдельный материал «Щель в доспехах», а также активно следим за ходом ее разрешения.

Конечность размера массы ядра тоже интересует физиков. Кроме смещения энергетических уровней это приводит к тончайшему изменению отклика электрона на магнитное поле, которое характеризуется его магнитным моментом, выраженным через фактор Ланде или g-фактор. Выделение этого эффекта при измерении свойств одиночных ионов возможно, но страдает от точности, поскольку конечность массы тонет на фоне множества других квантовоэлектродинамических (КЭД) эффектов.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Физики подтвердили спин-зарядовое разделение в одномерной квантовой жидкости Физики подтвердили спин-зарядовое разделение в одномерной квантовой жидкости

Физики измерили свойства зарядовых и спиновых волн в одномерной ферми-жидкости

N+1
Видеть ушами: как работает акустика нового поколения, которая оживляет звук Видеть ушами: как работает акустика нового поколения, которая оживляет звук

Как развиваются акустические системы?

ТехИнсайдер
«Время для себя»: как появился винил и почему сегодня он так популярен «Время для себя»: как появился винил и почему сегодня он так популярен

Как развивалась история винила?

Правила жизни
Директор Фонда борьбы с лейкемией — об умении помогать осознанно Директор Фонда борьбы с лейкемией — об умении помогать осознанно

Почему фонды — это не про страх и смерть, а про жизнь и счастье?

РБК
Как вернуться из отпуска на работу и не сойти с ума сразу же: 6 главных правил Как вернуться из отпуска на работу и не сойти с ума сразу же: 6 главных правил

Как сохранить заряд прочности, накопленный за время отпуска?

VOICE
Ученые Сколтеха: через 20 лет борщевиком может зарасти вся европейская часть России Ученые Сколтеха: через 20 лет борщевиком может зарасти вся европейская часть России

Борщевик не боится изменений климата и выживает другие виды

Вокруг света
Из Зорро - в пенсионера: новые фото Антонио Бандераса разбили сердце поклонницам по всему миру. Узнаёшь красавца? Из Зорро - в пенсионера: новые фото Антонио Бандераса разбили сердце поклонницам по всему миру. Узнаёшь красавца?

Невозможно смотреть свежие фото Антонио Бандераса!

VOICE
Как зарабатывает и на что тратит деньги Лионель Месси? Вы даже не представляете такие суммы Как зарабатывает и на что тратит деньги Лионель Месси? Вы даже не представляете такие суммы

В день рождения футболиста Лионеля Месси изучаем его личное досье

Maxim
Заново пережить травму: что такое триггеры и как они работают Заново пережить травму: что такое триггеры и как они работают

Что такое психологические триггеры, какими они бывают, как работают

Forbes
Водное отбеливание: это щадящее летнее окрашивание покорило всех модниц ТикТока — попробуй его! Водное отбеливание: это щадящее летнее окрашивание покорило всех модниц ТикТока — попробуй его!

Модницы сошли с ума по необычной технике окрашивания!

VOICE
Алкомаркеты пустые, проезд в метро — 6 рублей: впечатления россиянина от жизни в Ташкенте Алкомаркеты пустые, проезд в метро — 6 рублей: впечатления россиянина от жизни в Ташкенте

Переехавший из Новосибирска рассказал, чем живет среднеазиатский мегаполис

Вокруг света
Виноваты гаджеты: 5 способов остановить появление второго подбородка Виноваты гаджеты: 5 способов остановить появление второго подбородка

Какая связь между появлением второго подбородка и увлечением гаджетами?

VOICE
Что стало с корейским певцом PSY, который заработал сумасшедшие деньги на одной песне, а потом исчез неизвестно куда Что стало с корейским певцом PSY, который заработал сумасшедшие деньги на одной песне, а потом исчез неизвестно куда

Почему PSY исчез с горизонта так же внезапно, как появился

VOICE
Защитные реакции психики: почему в момент ссоры мы плачем или молчим Защитные реакции психики: почему в момент ссоры мы плачем или молчим

Происхождение защитных механизмов, как они включаются и работают внутри нас

VOICE
Диета при панкреатите: что можно и нельзя есть. Советы экспертов Диета при панкреатите: что можно и нельзя есть. Советы экспертов

Какие ограничения панкреатит накладывает на привычный рацион?

РБК
Повторить пройденное: как киноиндустрия 1990-х влияет на вкусы россиян сегодня Повторить пройденное: как киноиндустрия 1990-х влияет на вкусы россиян сегодня

По каким законам жил российский кинорынок в 1990-х

Forbes
Тело, сексуальность и борьба. Отрывок из новой книги Оливии Лэнг Тело, сексуальность и борьба. Отрывок из новой книги Оливии Лэнг

Глава «Мерцающая сеть» из книги Оливии Лэнг — рассказ о художнице Агнес Мартин

Правила жизни
«Меня изнасиловали!»: принц Эндрю столкнулся с новыми обвинениями жертвы друга-педофила «Меня изнасиловали!»: принц Эндрю столкнулся с новыми обвинениями жертвы друга-педофила

Сын британской королевы еще больше погряз в громком сексуальном скандале

VOICE
Как остановить выпадение волос Как остановить выпадение волос

Выпадение волос — проблема, с которой можно столкнуться в любом возрасте

Maxim
«Дамате» пересядет на собственные яйца «Дамате» пересядет на собственные яйца

Компания «Дамате» строит племрепродуктор второго порядка для индейки

Агроинвестор
Готовим автомобиль к жаркой погоде. 8 советов экспертов Готовим автомобиль к жаркой погоде. 8 советов экспертов

Что стоит взять с собой в дорогу в солнечную погоду?

РБК
На птичьих правах: гарпия, киви и другие необычные пернатые-символы государств На птичьих правах: гарпия, киви и другие необычные пернатые-символы государств

Вы могли даже не слышать о существовании некоторых из этих птиц

Вокруг света
Цифровое обогащение Цифровое обогащение

Горное дело – ровесник цивилизации. На помощь традициям приходят компьютеры и ИИ

ТехИнсайдер
20 имен для мальчиков и девочек, которые напомнят вам о лете 20 имен для мальчиков и девочек, которые напомнят вам о лете

Некоторые имена имеют самое прямое отношение к лету

Вокруг света
«Улыбайтесь и машите руками»: Кейт Миддлтон тренирует детей перед выходом в свет «Улыбайтесь и машите руками»: Кейт Миддлтон тренирует детей перед выходом в свет

Наследники герцогов Кембриджских очаровали поданных

VOICE
Безобидные монстры: 3 портрета насекомых, которых мы боимся напрасно Безобидные монстры: 3 портрета насекомых, которых мы боимся напрасно

Взгляните этим насекомым, а заодно и вашим страхам, прямо в глаза!

Вокруг света
Древнейшие останки домашних кур обнаружили в Таиланде Древнейшие останки домашних кур обнаружили в Таиланде

Археологи разобрались в процессе одомашнивания кур

N+1
Какие нарушения в организме влияют на кожу лица Какие нарушения в организме влияют на кожу лица

Глаза — зеркало души, а кожа лица — зеркало всего организма

Psychologies
Культовые автомобили стран соцлагеря Культовые автомобили стран соцлагеря

Достижения социалистической автомобильной промышленности

Maxim
Тест-драйв бомбардировщика «Стелс»: достойный наследник легенды Тест-драйв бомбардировщика «Стелс»: достойный наследник легенды

Каково это управлять бомбардировщиком B-2?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении