新聞科研進展
近日，精密測量院原子分子外場理論研究團隊聯合加拿大新不倫瑞克大學、浙江理工大學、海南大學等科研機構，在氦原子同位素位移研究方面取得重要進展，成功解決了“氦原子核電荷半徑方差之謎”。
此前，基于氫原子與繆氫原子光譜測量所確定的質子電荷半徑存在顯著差異，“質子半徑之謎”已困擾學界近十五年。近年來，在氫原子體系中，不同實驗測得的質子半徑結果日益分化，其成因始終未明。氦核系統也面臨著類似的難題。
氦-3與氦-4核電荷半徑平方差圖，箭頭所指位置為本研究結果
針對這一難題，精密測量院原子分子外場理論研究組及其合作者從理論層面引入了3He超精細結構中的單重態與三重態的混合效應。研究發現，這一此前被忽視的效應正是導致實驗結果出現偏差的關鍵因素。該研究不僅消除了氦同位素核電荷半徑測量中的顯著差異，增強了當前電子與繆子原子理論框架的可靠性，也為標準模型中輕子普適性的成立提供了有力證據，為未來開展更高精度的量子電動力學檢驗及探索潛在新物理奠定了堅實的理論基礎。
相關研究成果以Letter形式發表在《Physical Review Research》期刊上。論文第一作者為精密測量院博士畢業生戚曉秋，通訊作者為精密測量院研究員史庭云和海南大學教授鐘振祥。
該項工作得到了國家自然科學基金和浙江理工大學科學基金等項目的資助。
論文鏈接：https://journals.aps.org/prresearch/abstract/10.1103/PhysRevResearch.7.L022020