Квантовую электродинамику проверили в мюонном неоне

Физики из США, Франции и Японии измерили частоты переходов между высоколежащими уровнями в мюонном неоне. Так называют связанную систему, состоящую из ядра неона и мюона. Выбранные учеными уровни были достаточно далеки, чтобы на проверку квантовой электродинамики в сильном кулоновском поле влияли неопределенности размера ядра. Результаты расчетов оказались в хорошем согласии с теорией. Исследование опубликовано в Physical Review Letters. Прецизионная спектроскопия водородоподобных атомов позволяет проверять поправки квантовой электродинамики к энергиям атомных уровней. Сама квантовая электродинамика при этом дает довольно точные предсказания. Например, в случае перехода 1S-2S атома водорода точность теории составляет примерно три миллионные части, а эксперимента — одну миллиардную часть. Подробнее про спектроскопию водородоподобных атомов читайте в материале «Щель в доспехах». Один из процессов, влияющий на энергию электрона, — это краткосрочное превращение виртуального фотона в электрон-позитронную пару — он носит название поляризации вакуума. Вклады от поляризации вакуума тем ощутимее, чем сильнее электростатическое взаимодействие между ядром и лептоном, поэтому для обычного атома водорода они малы. Для того, чтобы исследовать квантовую электродинамику в режиме сильного поля физики используют многозарядные ионы, либо мюонные атомы. В последних электрон заменен на мюон, из-за чего лептон оказывается в 200 раз ближе к ядру. Такума Окумура (Takuma Okumura) из Лаборатории атомной, молекулярной и оптической физики RIKEN и его коллеги из США, Франции и Японии выбрали второй путь. Они провели высокоточную рентгеновскую спектроскопию высоколежащих уровней мюонного неона. Результаты измерения оказались в хорошем согласии с предсказаниями квантовой электродинамики в сильном поле. Спектроскопия мюонных атомов чаще всего ассоциируется с проблемой протонного радиуса: из-за того, что орбита мюона сильно меньше, чем у электрона, поправка на размер ядра имеет большую значимость. В материале «Щель в доспехах» мы рассказывали о противоречии между спектроскопическими данными, полученными на обычном и мюонном водороде. В своей работе Окумура с коллегами, наоборот, старались дистанцироваться от влияния ядра из-за неточностей, которые несет его влияние. Для этого они измеряли частоты переходов 5g—4f и 5f—4d: в этом случае мюон, с одной стороны, достаточно далек от ядра, чтобы соответствующие ошибки были относительно малы, с другой стороны, достаточно близок к ядру, чтобы его кулоновское поле оставалось большим. Теоретические оценки показывают, что вклады поляризации вакуума для выбранных переходов достигает нескольких сотых долей процента от частоты. Эксперимент проходил на ускорителе J-PARC, Япония. Пучки мюонов подавались на газовую мишень, состоящую из изотопов неона в естественной пропорции. В газе мюоны захватывались атомами и испытывали релаксацию, сопровождающуюся потерей атомом всех электронов в результате каскада оже-переходов, а также излучением рентгеновских квантов. Авторы измеряли последние с помощью сверхпроводящих рентгеновских калориметров с многопиксельным датчиком на краю перехода (transition-edge sensor). Для калибровки датчиков налету они подмешивали к сигналу рентгеновские линии хрома, кобальта и меди. В выбранном диапазоне энергий физиков интересовал сигнал от переходов между уровнями с главными квантовыми числами мюона 5 и 4, а также 7 и 5. Последний позволил убедиться в полной эл...

Квантовую электродинамику проверили в мюонном неоне

Читать полный текст на nplus1.ru

 

Опубликовано: 21:55, 01.05.2023

 

Новость из рубрики: Наука

 

Поделиться новостью: Поделиться новостью в Facebook Поделиться новостью в Twittere Поделиться новостью в VK Поделиться новостью в Pinterest Поделиться новостью в Reddit

 
 

В Курске огнеборцы проверили плановые учения на РТИ 07:22, 30 Ноя В Курске огнеборцы проверили плановые учения на РТИ На предприятии по изготовлению резино-технических изделий города Курска прошли учения. По легенде возгорание случилось в цехе по изготовлению полуфаб...

Коврики для гаджетов в авто бесполезны Проверили! 16:33, 20 Июл Коврики для гаджетов в авто бесполезны? Проверили! Вряд ли сыщется автовладелец, хотя бы однажды не ронявший свой мобильник куда-то под ноги. И не пытавшийся тут же подобрать его, не снижая скорости. ...

Тюринг-обвес для АУДИ  особенности 14:19, 13 Июл Тюринг-обвес для АУДИ — особенности Какой автомобиль относится к классу D и отличается повышенным комфортом? Это Audi А6 модели, которая отличается широкой линейкой двигателей. Для поку...

Сколько служат неоригинальные запчасти: проверили на Шниве 06:55, 25 Мар Сколько служат «неоригинальные» запчасти: проверили на Шниве Chevrolet Niva, 1.7 (80 л. с.), М5 Изготовитель – GM-АВТОВАЗ, Россия Год выпуска – 2013 В эксплуатации «За рулем» – с мая 2013 года Пробег на момент ...

Очки Apple Vision Pro за $3499 проверили на прочность 06:33, 04 Фев Очки Apple Vision Pro за $3499 проверили на прочность Новая гарнитура Apple Vision Pro только вчера поступила в продажу в США и некоторые блогеры сразу же принялись проверять её на прочность.Первый ролик...

Новый Apple MacBook Air на базе M3 проверили в играх 01:55, 09 Мар Новый Apple MacBook Air на базе M3 проверили в играх В преддверии начала продаж появились первые обзоры новых Apple MacBook Air (2024) на базе процессора M3. В своем пресс-релизе Apple заявляет, что нек...

Доступный ПК с видеокартой Intel ARC A380 проверили в современных играх 21:55, 16 Окт Доступный ПК с видеокартой Intel ARC A380 проверили в современных играх 3D-ускоритель тестировался на стареньком ПК Dell Optiplex Tower 9020 с центральным процессором Intel Core i7-4790, 32 ГБ ОЗУ, HDD на 500 ГБ и SSD на ...

В Брянске проверили строительство 152-квартирного дома на улице Строкина 04:44, 17 Май В Брянске проверили строительство 152-квартирного дома на улице Строкина В Брянске проверили строительство 152-квартирного белорусского дома по улице Строкина, дом — социальный проект, знак дружбы и сотрудничества между на...

19:55, 27 Мар GeForce RTX 3060 12 ГБ проверили в 10 играх с включенной трассировкой лучей — годится для RT? 3D-ускоритель работал в паре с процессором Ryzen 7 5800X3D и 32 ГБ ОЗУ DDR4. Результаты на видео ниже.И в текстовом варианте:Cyberpunk 2077 в 1080p с...

04:22, 24 Сен Супермаркеты Твери проверили на наличие персиковой плодорожки и мраморного клопа В ходе этой проверки был осмотрены и отобраны пробы в супермаркетах «Глобус» и «Лента». При исследовании подкарантинной продукции – лимонов, киви, не...

08:33, 30 Июл Курские полицейские с фальшивой купюрой 5000 рублей проверили бдительность продавцов В Железногорске полицейские прошли по сетевым магазинам — закрепить у продавцов навыки обнаружения фальшивых денег. Стражи порядка рассказали к...

17:22, 14 Сен Представители власти и депутаты проверили ход уборки картофеля на полях Брянской области В этом году в Брянской области ожидается очень хороший урожай картофеля. Посмотреть, как проходит его уборка картофеля, в районы выехали представител...

02:00, 30 Май Портативную консоль ASUS ROG Ally проверили в играх с трассировкой лучей — результаты поражают Производительность с трассировкой лучей проверил автор YouTube-канала ETA PRIME. Результаты довольно неожиданные.Читайте нас там, где вам удобно:...

03:55, 07 Дек Проверили скорость передачи файлов в WhatsApp, Telegram и VK на Айфоне и выбрали самый быстрый сервис Иногда случаются ситуации, когда вам срочно надо поделиться каким-то файлом с другим человеком. Причем счет зачастую идет действительно на секунды, и...

01:00, 04 Июн GeForce RTX 4060 Ti, самую доступную видеокарту RTX 4000, проверили в Cyberpunk 2077 в 1080p, 2K и 4K — хватает? Возможности графического адаптера проверялись на ПК с процессором AMD Ryzen 7 5800X3D и 32 ГБ оперативной памяти формата DDR4-3600. Результаты: Cyber...

19:11, 12 Апр Возможно, лучший игровой компьютер за небольшие деньги — связку из Ryzen 5 2600 и Radeon RX 580 проверили в актуальных играх На ЦП и видеокарту он потратил около 150 долларов. На что можно рассчитывать с таким железом в современных играх? Ответ на видео.И в текстовом вариан...