Сверхтонкая структура ионов мюонного лития


Цитировать

Полный текст

Аннотация

В рамках метода теории возмущений по постоянной тонкой структуры и~отношению масс электрона и мюона вычислены поправки на отдачу порядков $\alpha^4 \frac{M_e}{M_\mu}$, $\alpha^4 (\frac{M_e}{M_\mu})^2\ln\frac{M_e}{M_\mu}$, $\alpha^4 (\frac{M_e}{M_\mu})^2$, $\alpha^5\frac{m_e}{m_\mu}\ln\frac{m_e}{m_\mu}$ и~релятивисткие поправки порядка $\alpha^6$ в сверхтонкой структуре основного состояния ионов мюонного лития $(\mu\,e\,^6_3\mathrm{Li})^{+}$ и $(\mu\,e\,^7_3\mathrm{Li})^{+}$. Получены значения малых интервалов сверхтонких расщеплений: $\Delta\nu_1=14153.03$~МГц и~$\Delta\nu_2=21571.26$~МГц в $({\mu\,e\,^6_3\mathrm{Li})^+}$, ${\Delta\nu_1=13991.97}$~МГц и~$\Delta\nu_2=21735.03$~МГц в $(\mu\,e\,^7_3\mathrm{Li})^+$, которые можно рассматривать как надёжный ориентир при сравнении с будущими экспериментальными данными.

Об авторах

Алексей Петрович Мартыненко

Самарский государственный университет

Email: a.p.martynenko@samsu.ru
(д.ф.-м.н., проф.; a.p.martynenko@samsu.ru; автор, ведущий переписку), профессор, каф. общей и теоретической физики Россия, 443011, Самара, ул. Академика Павлова, 1

Александр Александрович Улыбин

Самарский государственный университет

Email: Sasha_Ulybin_20.10.2011@mail.ru
студент, каф. общей и теоретической физики Россия, 443011, Самара, ул. Академика Павлова, 1

Список литературы

  1. Мартыненко А. П., Улыбин А. А. Сверхтонкая структура ионов мюонного лития / Четвертая международная конференция «Математическая физика и ее приложения»: материалы конф.; ред. чл.-корр. РАН И. В. Волович; д.ф.-м.н., проф. В. П. Радченко. Самара: СамГТУ, 2014. С. 240-241.
  2. Pohl R., Antognini A., Nez F. et al. The size of the proton // Nature, 2010. vol. 466. pp. 213-217. doi: 10.1038/nature09250.
  3. Antognini A., Kottmann F., Biraben F., Indelicato P., Nez F., Pohl R. Theory of the 2S-2P Lamb shift and 2S hyperfine splitting in muonic hydrogen // Annals of Physics, 2013. vol. 331. pp. 127-145, arXiv: 1208.2637 [physics.atom-ph]. doi: 10.1016/j.aop.2012.12.003.
  4. Lakdawala S. D., Mohr P. J. Hyperfine structure in muonic helium // Phys. Rev. A, 1980. vol. 22, no. 4. pp. 1572-1575. doi: 10.1103/physreva.22.1572.
  5. Lakdawala S. D., Mohr P. J. Calculation of the muonic 3He hyperfine structure // Phys. Rev. A, 1981. vol. 24, no. 4. pp. 2224-2227. doi: 10.1103/physreva.24.2224.
  6. Lakdawala S. D., Mohr P. J. Perturbation-theory calculation of hyperfinr structure in muonic helium // Phys. Rev. A, 1984. vol. 29, no. 3. pp. 1047-1054. doi: 10.1103/physreva.29.1047.
  7. Huang K.-N., Hughes V. W. Theoretical hyperfine structure of the muonic 3He and 4He atoms // Phys. Rev. A, 1982. vol. 26, no. 5. pp. 2330-2333. doi: 10.1103/physreva.26.2330.
  8. Borie E. On the hyperfine structure of neutral muonic helium // Z. Physik A, 1979. vol. 291, no. 2. pp. 107-112. doi: 10.1007/bf01437989.
  9. Drachman R. J. Nonrelativistic hyperfine splitting in muonic helium by adiabatic perturbation theory // Phys. Rev. A, 1980. vol. 22, no. 4. pp. 1755-1757. doi: 10.1103/physreva.22.1755.
  10. Chen M.-K. Correlated wave functions and hyperfine splittings of the 2s state of muonic 3,4He atoms // Phys. Rev. A, 1992. vol. 45, no. 3. pp. 1479-1492. doi: 10.1103/physreva.45.1479.
  11. Yakhontov V. L., Amusia M. Ya. Hyperfine splitting computation in the $1s^{(e)}_{1/2}2s^{(mu)}_{1/2}$ state of the exotic $(^4mathrm{He}^{2+}{-}mu^-e^-)^0$ and $(^3mathrm{He}^{2+}{-}mu^-e^-)^0$ atoms // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., 1994. vol. 27, no. 16. pp. 3743-3765. doi: 10.1088/0953-4075/27/16/021.
  12. Frolov A. M. Properties and hyperfine structure of helium-muonic atoms // Phys. Rev. A, 2000. vol. 61, no. 2, 022509. doi: 10.1103/physreva.61.022509.
  13. Frolov A. M. Hyperfine splitting in the ground states of the lithium-muonic ions and in the 23S states of the lithium-muonic atoms // Phys. Let. A, 2006. vol. 357, no. 4-5. pp. 334-338. doi: 10.1016/j.physleta.2006.04.059.
  14. Korobov V. I. Coulomb three-body bound-state problem: Variational calculations of nonrelativistic energies // Phys. Rev. A, 2000. vol. 61, no. 6, 064503. doi: 10.1103/physreva.61.064503.
  15. Pachucki K. Hyperfine structure of muonic helium // Phys. Rev. A, 2001. vol. 63, no. 3, 032508. doi: 10.1103/physreva.63.032508.
  16. Krutov A. A., Martynenko A. P. Ground-state hyperfine structure of the muonic helium atom // Phys. Rev. A, 2008. vol. 78, no. 3, 032513. doi: 10.1103/physreva.78.032513.
  17. Krutov A. A., Martynenko A. P. Hyperfine structure of the ground state muonic 3He atom // Eur. Phys. J. D, 2011. vol. 62, no. 2. pp. 163-175, arXiv: 1007.1419 [hep-ph]. doi: 10.1140/epjd/e2011-10401-5.
  18. Krutov A. A., Martynenko A. P. Hyperfine structure of the excited state $1s_{1/2}^{(e)}2s_{1/2}^{(mu)}$ of the muonic helium atom // Phys. Rev. A, 2012. vol. 86, no. 5, 052501. doi: 10.1103/physreva.86.052501.
  19. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Квантовая механика (нерелятивистская теория). М.: Наука, 1989. 768 с.
  20. Собельман И. И. Введение в теорию атомных спектров. М.: Физматлит, 1963. 640 с.
  21. Mohr P. J., Taylor B. N., Newell D. B. CODATA recommended values of the fundamental physical constants: 2010 // Rev. Mod. Phys., 2012. vol. 84, no. 4. pp. 1527-1605. doi: 10.1103/revmodphys.84.1527.
  22. Stone N. J. Table of nuclear magnetic dipole and electric quadrupole moments // Atomic Data and Nuclear Data Tables, 2005. vol. 90, no. 1. pp. 75-176. doi: 10.1016/j.adt.2005.04.001.
  23. Hameka H. F. On the use of Green functions in atomic and molecular calculations. I. The Green function of the hydrogen atom // J. Chem. Phys., 1967. vol. 47, no. 8. pp. 2728-2735. doi: 10.1063/1.1712290; doi: 10.1063/1.1668086.
  24. Bethe H. A., Salpeter E. E. Quantum mechanics of one- and two-electron atoms. New York: A Plenum/Rosetta Edition, 1977. xii+370 pp.. doi: 10.1007/978-1-4613-4104-8
  25. Фок В. А. Начала квантовой механики. М.: Наука, 1976. 376 с.
  26. Eides M. I., Grotch H., Shelyuto V. A. Theory of light hydrogenlike atoms // Physics Reports, 2001. vol. 342, no. 2-3. pp. 63-261. doi: 10.1016/s0370-1573(00)00077-6.
  27. Arnowitt R. The hyperfine structure of hydrogen // Phys. Rev., 1953. vol. 92, no. 4. pp. 1002-1009. doi: 10.1103/physrev.92.1002.
  28. Huang K.-N., Hughes V. W. Theoretical hyperfine structure of muonic helium // Phys. Rev. A, 1979. vol. 20, no. 3. pp. 706-717. doi: 10.1103/physreva.20.706.
  29. Chen M.-K. Hyperfine splitting for the ground-state muonic 3He atom-corrections up to α2 // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., 1993. vol. 26, no. 15. pp. 2263-2272. doi: 10.1088/0953-4075/26/15/013.
  30. Martynenko A. P. 2S Hyperfine splitting of muonic hydrogen // Phys. Rev. A, 2005. vol. 71, no. 2, 022506, arXiv: hep-ph/0409107. doi: 10.1103/physreva.71.022506.
  31. Мартыненко А. П. Теория изотопического сдвига мюонный водород - мюонный дейтерий // ЖЭТФ, 2005. Т. 128, № 6. С. 1169-1183, arXiv: hep-ph/0412250.
  32. Мартыненко А. П. Сверхтонкая структура S-уровней иона мюонного гелия // ЖЭТФ, 2008. Т. 133, № 4. С. 794-804, arXiv: 0710.3237 [hep-ph].
  33. Мартыненко А. П. Тонкая и сверхтонкая структура Р-уровней мюонного водорода // Ядерная физика, 2008. Т. 71, № 1. С. 126-136, arXiv: hep-ph/0610226.
  34. Faustov R. N., Martynenko A. P., Martynenko G. A., Sorokin V. V. Radiative nonrecoil nuclear finite size corrections of order $alpha(Zalpha)^5$ to the hyperfine splitting of S-states in muonic hydrogen // Phys. Let. B, 2014. vol. 733. pp. 354-358, arXiv: 1402.5825 [hep-ph]. doi: 10.1016/j.physletb.2014.04.056.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Самарский государственный технический университет, 2015

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).