Measuring the α-particle charge radius with muonic helium-4 ions
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Notice bibliographique
Résumé
Abstract The energy levels of hydrogen-like atomic systems can be calculated with great precision. Starting from their quantum mechanical solution, they have been refined over the years to include the electron spin, the relativistic and quantum field effects, and tiny energy shifts related to the complex structure of the nucleus. These energy shifts caused by the nuclear structure are vastly magnified in hydrogen-like systems formed by a negative muon and a nucleus, so spectroscopy of these muonic ions can be used to investigate the nuclear structure with high precision. Here we present the measurement of two 2S–2P transitions in the muonic helium-4 ion that yields a precise determination of the root-mean-square charge radius of the α particle of 1.67824(83) femtometres. This determination from atomic spectroscopy is in excellent agreement with the value from electron scattering 1 , but a factor of 4.8 more precise, providing a benchmark for few-nucleon theories, lattice quantum chromodynamics and electron scattering. This agreement also constrains several beyond-standard-model theories proposed to explain the proton-radius puzzle 2–5 , in line with recent determinations of the proton charge radius 6–9 , and establishes spectroscopy of light muonic atoms and ions as a precise tool for studies of nuclear properties.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle