Ludwig-Maximilians-Universität München
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Quantenphysik

Und wieder schrumpft das Proton

München, 06.10.2017

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik (MPQ) in Garching und der LMU bestätigen mit hochpräziser Laserspektroskopie an regulärem Wasserstoff den unerwartet kleinen Protonenradius von myonischem Wasserstoff.

Vakuumapparat, der zur Messung genutzt wurde. Das violette Leuchten stammt aus der Mikrowellenentladung, die Wasserstoff-Moleküle in Atome dissoziiert. Das blaue Licht ist Fluoreszenz vom ultravioletten Laser, der die Atome in den 2S-Zustand anregt. Das türkisfarbene Leuchten ist Streulicht vom Lasersystem, das zur Frequenzmessung des sogenannten 2S-4P-Übergangs dient. Foto: MPQ

Es war eine der Sensationen des Jahres 2010: Laserspektroskopie an myonischem Wasserstoff ergab für den Ladungsradius des Protons einen Wert, der signifikant – nämlich um vier Standardabweichungen – kleiner war als der aus bisherigen Messungen an gewöhnlichem Wasserstoff ermittelte Wert. Seither wird über die Ursachen dieser Diskrepanz gerätselt, selbst Erweiterungen des sogenannten Standardmodells der Physik sind im Gespräch. Doch nun hat ein Team aus der Abteilung Laserspektroskopie von Prof. Dr. Theodor W. Hänsch (MPQ und LMU) eine neue spektroskopische Messung an gewöhnlichem Wasserstoff vorgenommen. Die daraus abgeleiteten Werte für die Rydbergkonstante und den Protonenradius stimmen sehr gut mit den Messungen an myonischem Wasserstoff überein, liegen aber 3,3 Standardabweichungen unter dem Mittel der bisherigen spektroskopischen Messungen an regulärem Wasserstoff.
Science 2017

Zur Meldung des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik