Measuring the α-particle charge radius with muonic helium-4 ions
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 scattering1, 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 puzzle2–5, in line with recent determinations of the proton charge radius6–9, and establishes spectroscopy of light muonic atoms and ions as a precise tool for studies of nuclear properties.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».