Загадка радиуса протона

Abstract

Рассматривается так называемая "загадка радиуса протона". Эта загадка связана с тем, что прецизионные эксперименты определения радиуса протона в обычном водороде и мюонном водороде обнаружили расхождение на 4%. С точки зрения квантовой электродинамики, которая на протяжении пятидесяти лет являлась локомотивом не только физики, но и науки в целом, такое расхож- дение указывало на возможную брешь в современной физике. Для решения про- блемы было проведено большое количество экспериментов и показано, что пра- вильным результатом является значение радиуса протона, полученное из спек- троскопии мюонного водорода. С другой стороны, более поздние и более точные эксперименты, связанные с определением радиуса протона в атоме водорода, продемонстрировали совпадения с радиусом протона в мюонном водороде. В данных экспериментах в отличие от первых экспериментов теоретические зна- чения лэмбовского сдвига не использовались. Важно то, что лэмбовский сдвиг, который напрямую определял значение радиуса протона, также совпадал с экс- периментальными значениями в мюонном водороде. Однако величина лэмбов- ского сдвига не совпадала с его значением, определяемым квантовой электроди- намикой. Данное пособие будет полезным для студентов при изучении дисци- плины Б1.О.02.01. "Проблемы и развитие квантовой физики" основной образо- вательной программы 03.04.02 "Физика (Теоретическая физика и моделирование физических процессов)" и 03.04.02 "Физика (Физика перспективных материа- лов)", дисциплины Б1.О.17. "Атомная физика" основной профессиональной об- разовательной программы 03.03.02 "Физика (Физика квантовых систем и кван- товые технологии)" и 03.03.02 "Физика (Физика живых систем)", а также дисци- плины Б1.В.ДВ.02.01. "Физика. Дополнительные главы" основной профессио- нальной образовательной программы 09.03.04 "Программная инженерия (Техно- логии разработки информационных систем)".