Физики измерили соотношение масс протона и электрона с рекордной точностью

Учёные из Университета Генриха Гейне в Дюссельдорфе достигли рекордной точности в измерении соотношения масс протона и электрона с помощью ионов молекулярного водорода H₂⁺. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Молекулярный ион H₂⁺ представляет собой простейшую молекулу, что делает его идеальным объектом для фундаментальных исследований. Профессор Штефан Шиллер объясняет: «Мы ищем «новую физику» — явления, которые не может объяснить стандартная модель физики элементарных частиц».

Доктор Сороуш Алиганбари, ведущий автор исследования, добавляет: «Любые расхождения могут указывать на существование пятой силы или скрытых дополнительных измерений, влияющих на гравитацию в малых масштабах».

Исследователи использовали квантовые технологии — ловушки ионов, лазерную спектроскопию и лазерную метрологию частот. Специальный метод «допплеровской лазерной спектроскопии» позволил устранить эффект Допплера, ограничивавший точность предыдущих измерений.

Соотношение масс протона и электрона (mp/me) было определено с неопределённостью всего 26 частей на триллион, что в три раза точнее предыдущих измерений. Этот результат не только согласуется с измерениями в пеннинговских ловушках, но и превосходит их по точности.

Профессор Шиллер отмечает: «Наш подход может в конечном итоге позволить провести более чувствительный тест CPT-инвариантности, сравнивая переход в H₂⁺ с его аналогом в антивеществе».

Исследование открывает новые возможности для изучения асимметрии материи и антиматерии во Вселенной и поиска физики за пределами Стандартной модели.