Espectroscopia del peine de frecuencia de dos fotones del hidrógeno atómico

Área de la Ciencia:

• Física atómica, molecular y óptica (AMO)
• Electrodinámica Cuántica (QED por sus siglas en inglés)

Sus antecedentes:

• El rompecabezas del radio del protón destaca una discrepancia significativa en las mediciones del tamaño del protón entre el hidrógeno muónico y los experimentos convencionales de hidrógeno atómico.
• Esta discrepancia desafía el entendimiento actual dentro de la electrodinámica cuántica.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el rompecabezas del radio de protones usando espectroscopia de frecuencia ultravioleta directa de dos fotones.
• Demostrar el potencial de la espectroscopia de peine de frecuencia para mediciones atómicas de alta precisión.

Principales métodos:

• Se realizó una espectroscopia de frecuencia ultravioleta directa de dos fotones en la transición 1S-3S en hidrógeno atómico.
• Se combina la frecuencia de transición 1S-3S medida con una medición anterior de la frecuencia de transición 1S-2S.

Principales resultados:

• Se obtuvo una medición precisa de la frecuencia de transición 1S-3S en hidrógeno atómico.
• Se obtuvieron nuevos valores para la constante de Rydberg (R_∞ = 10,973,731.568226(38) m−1) y el radio de carga del protón (rp = 0,8482(38) fm).

Conclusiones:

• El radio de carga de protones obtenido favorece el valor derivado de los experimentos de hidrógeno muónico.
• Los resultados sugieren la necesidad de reevaluar los datos existentes y los modelos teóricos relativos al rompecabezas del radio del protón.