精确测量氢原子能级以确定质子大小

Precise measurement of hydrogen’s energy levels

之前物理学家以为很好地确定了质子大小,因为氢原子光谱和电子散射等实验得出了一致的结论:质子半径约为0.88 fm。然而,2010年光谱测量得出的质子半径约为0.84 fm,这动摇了人们的信心。此后几年,这个“质子半径之谜”就令人挠头:有些实验支持原来的结论,但也有一些实验发现了更大的差异。最近瑞士联邦理工学院Scheidegger和Merkt重新精确测量了氢原子的一个亚稳低能级与几个高激发态之间的跃迁(图1),让人们对氢原子属性(如电离能)的理解更加深入。这也有助于澄清一些基本问题。