Выпуски

 / 

2021

 / 

Октябрь

  

Физика наших дней


Зарядовый радиус протона

  а,  а, б
а Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Ленинский проспект 53, Москва, 119991, Российская Федерация
б Международный центр квантовой оптики и квантовых технологий (Российский квантовый центр), ул. Новая 100, Сколково, Московская обл., 143025, Российская Федерация

Одной из ярких проблем физики последнего десятилетия являлась так называемая загадка зарядового радиуса протона. Существенное, в четыре стандартных отклонения (4σ), отличие значений среднеквадратичного зарядового радиуса протона, которые были измерены в обыкновенном и мюонном водороде, вызвало активные дискуссии среди как экспериментаторов, так и теоретиков, занимающихся расчётами квантовой электродинамики. Проблема ещё более обострялась (до 7σ), если учитывались данные, полученные по рассеянию электронов на протонах. Рассмотрены различные методы, позволяющие измерить зарядовый радиус протона, проанализировано возникновение загадки, а также представлены результаты последних экспериментов, нацеленных на её разрешение.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
Ключевые слова: радиус протона, атом водорода, мюоный водород, загадка радиуса протона, постоянная Ридберга, однофотонная спектроскопия, е-р-рассеяние
PACS: 06.20.Jr, 06.30.Ft, 12.20.Fv, 32.10.Fn, 32.30.Jc, 42.62.Fi (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2021.06.038986
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2021/10/d/
Цитата: Хабарова К Ю, Колачевский Н Н "Зарядовый радиус протона" УФН 191 1095–1106 (2021)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 11 февраля 2021, доработана: 4 июня 2021, 6 июня 2021

English citation: Khabarova K Yu, Kolachevsky N N “Proton charge radiusPhys. Usp. 64 (10) (2021); DOI: 10.3367/UFNe.2021.06.038986

Список литературы (96) ↓ Похожие статьи (11)

  1. Каршенбойм С Г УФН 183 935 (2013); Karshenboim S G Phys. Usp. 56 883 (2013)
  2. Biraben F Eur. Phys. J. Spec. Top. 172 109 (2009)
  3. Antognini A et al Science 339 417 (2013)
  4. Hofstadter R, Bumiller F, Yearian M R Rev. Mod. Phys. 30 482 (1958)
  5. Hofstadter R Annu. Rev. Nucl. Sci. 7 231 (1957)
  6. Hofstadter R, McAllister R W Phys. Rev. 98 217 (1955)
  7. McAllister R W, Hofstadter R Phys. Rev. 102 851 (1956)
  8. Yennie D R, Lévy M M, Ravenhall D G Rev. Mod. Phys. 29 144 (1957)
  9. Rosenbluth M N Phys. Rev. 79 615 (1950)
  10. Walecka J D Nuovo Cimento 11 821 (1959)
  11. Ernst F J, Sachs R G, Wali K C Phys. Rev. 119 1105 (1960)
  12. Bernauer J C et al (A1 Collab.) Phys. Rev. C 90 015206 (2014)
  13. Barcus S K, Higinbotham D W, McClellan R E Phys. Rev. C 102 015205 (2020)
  14. Punjabi V et al Eur. Phys. J. A 51 79 (2015)
  15. Higinbotham D W et al Phys. Rev. C 93 055207 (2016)
  16. Lehmann P, Taylor R, Wilson R Phys. Rev. 126 1183 (1962)
  17. Hand L N, Miller D G, Wilson R Rev. Mod. Phys. 35 335 (1963)
  18. Murphy J J (II), Shin Y M, Skopik D M Phys. Rev. C 9 2125 (1974)
  19. Borkowski F et al Nucl. Phys. B 93 461 (1975)
  20. Simon G G et al Nucl. Phys. A 333 381 (1980)
  21. Bernauer J et al (A1 Collab.) Phys. Rev. Lett. 105 242001 (2010)
  22. Zhan X et al Phys. Lett. B 705 59 (2011)
  23. Sick I Phys. Lett. B 576 62 (2003)
  24. Sick I, Trautmann D Phys. Rev. C 89 012201 (2014)
  25. Hill R J, Paz G Phys. Rev. D 82 113005 (2010)
  26. Lorenz I T, Hammer H-W, Meißner U-G Eur. Phys. J. A 48 151 (2012)
  27. Lorenz I T, Meißner U-G Phys. Lett. B 737 57 (2014)
  28. Mohr P J, Newell D B, Taylor B N Rev. Mod. Phys. 88 035009 (2016)
  29. Parker R H et al Science 360 191 (2018)
  30. Heiße F et al Phys. Rev. Lett. 119 033001 (2017)
  31. Eides M I, Grotch H, Shelyuto V A Phys. Rep. 342 63 (2001)
  32. Pohl R et al Hyperfine Interactions 127 161 (2000)
  33. Meyer V et al Phys. Rev. Lett. 84 1136 (2000)
  34. Horbatsch M, Hessels E A Phys. Rev. A 93 022513 (2016)
  35. Lundeen S R, Pipkin F M Phys. Rev. Lett. 46 232 (1981)
  36. Hagley E W, Pipkin F M Phys. Rev. Lett. 72 1172 (1994)
  37. van Wijngaarden A, Holuj F, Drake G W Can. J. Phys. 76 95 (1998)
  38. de Beavoir B et al Eur. Phys. J. D 12 61 (2000)
  39. Pohl R et al Nature 466 213 (2010)
  40. Antognini A et al AIP Conf. Proc. 796 253 (2005)
  41. Pohl R et.al. Hyp. Interact. 193 115 (2009)
  42. Antognini A et al IEEE J. Quantum Electron. 45 993 (2009)
  43. Giesen A et al Appl. Phys. B 58 365 (1994)
  44. Mohr P J, Taylor B N, Newell D B Rev. Mod. Phys. 80 633 (2008)
  45. Toth R A J. Mol. Spectrosc. 190 379 (1998)
  46. Blunden P G, Sick I Phys. Rev. C 72 057601 (2005)
  47. Jentschura U D Ann. Physics 326 516 (2011)
  48. Karr J-P, Hilico L Phys. Rev. Lett. 109 103401 (2012)
  49. Umair M, Jonsell S J. Phys. B 47 175003 (2014)
  50. De Rújula A Phys. Lett. B 693 555 (2010)
  51. Cloët I C, Miller G A Phys. Rev. C 83 012201 (2011)
  52. Miller G A et al Phys. Rev. A 84 020101 (2011)
  53. Hill R J, Paz G Phys. Rev. Lett. 107 160402 (2011)
  54. Miller G A Phys. Lett. B 718 1078 (2013)
  55. Miller G A, Thomas A W, Carroll J D Phys. Rev. C 86 065201 (2012)
  56. Birse M C, McGovern J A Eur. Phys. J. A 48 120 (2012)
  57. Jentschura U D Phys. Rev. A 88 062514 (2013)
  58. Bennet G W et al (Muon g-2 Collab.) Phys. Rev. D 73 072003 (2006)
  59. Hagiwara K et al J. Phys. G 38 085003 (2011)
  60. Abi B et al (Muon g-2 Collab.) Phys. Rev. Lett. 126 141801 (2021)
  61. Aoyama T et al Phys. Rep. 887 1 (2020)
  62. Karshenboim S G, McKeen D, Pospelov M Phys. Rev. D 90 073004 (2014)
  63. Onofrio R Mod. Phys. Lett. A 28 1350022 (2013)
  64. Onofrio R Europhys. Lett. 104 20002 (2013)
  65. Wang L-B, Ni W-T Mod. Phys. Lett. A 28 1350094 (2013)
  66. Sick I Few-Body Syst. 50 903 (2014)
  67. Ron G et al (The Jefferson Lab Hall A Collab.) Phys. Rev. C 84 055204 (2011)
  68. Lee G, Arrington J R, Hill R J Phys. Rev. D 92 013013 (2015)
  69. Belushkin M A, Hammer H-W, Meißner U-G Phys. Rev. C 75 035202 (2007)
  70. Adamuscin C, Dubnicka S, Dubnickova A Z Prog. Part. Nucl. Phys. 67 479 (2012)
  71. Lorenz I T et al Phys. Rev. D 91 014023 (2015)
  72. Bauer T, Bernauer J C, Scherer S Phys. Rev. C 86 065206 (2012)
  73. Kraus E et al Phys. Rev. C 90 045206 (2014)
  74. Pohl R et al Science 353 669 (2016)
  75. Pachucki K Phys. Rev. Lett. 106 193007 (2011)
  76. Griffioen K, Carlson C, Maddox S Phys. Rev. C 93 065207 (2016)
  77. Parthey C G et al Phys. Rev. Lett. 104 233001 (2010)
  78. Jentschura U D et al Phys. Rev. A 83 042505 (2011)
  79. Krauth J J et al Ann. Physics 366 168 (2016)
  80. Mohr P J, Taylor B N, Newell D B Rev. Mod. Phys. 84 1527 (2012)
  81. Pohl R et al Metrologia 54 (2) L1 (2017)
  82. Parthey C G et al Phys. Rev. Lett. 107 203001 (2011)
  83. Alnis J et al Phys. Rev. A 77 053809 (2008)
  84. Колачевский Н Н, Хабарова К Ю УФН 184 1354 (2014); Kolachevsky N N, Khabarova K Yu Phys. Usp. 57 1230 (2014)
  85. Колачевский Н Н УФН 174 1171 (2004); Kolachevsky N N Phys. Usp. 47 1101 (2004)
  86. Beyer A et al Ann. Physik 525 671 (2013)
  87. Udem Th, Holzwarth R, Hänsch T W Nature 416 233 (2002)
  88. Beyer A et al Science 358 79 (2017)
  89. Udem Th et al Ann. Physik 531 1900044 (2019)
  90. Vutha A C, Hessels E A Phys. Rev. A 92 052504 (2015)
  91. Bezginov N et al Science 365 1007 (2019)
  92. Fleurbaey H et al Phys. Rev. Lett. 120 183001 (2018)
  93. Grinin A et al Science 370 1061 (2020)
  94. Бакланов Е В, Чеботаев В П Квантовая электроника 4 2189 (1977); Baklanov E V, Chebotaev V P Sov. J. Quantum Electron. 7 1252 (1977)
  95. National Institute of Standards and Technology U.S. Department Commerce. The Physical Measurement Laboratory (PML), https://physics.nist.gov/
  96. Karr J-P, Marchand D, Voutier E Nat. Rev. Phys. 2 601 (2020)

© Успехи физических наук, 1918–2021
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение