量子简并氦气中α粒子与氦-3核电荷半径差异的精密测定

时间：2025年5月23日

来源：SCIENCE

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来自国际团队的研究人员通过μ子氦-3离子光谱学（Schuhmann等）和电子氦-3光谱学（van der Werf等）的精密测量，将氦-3核（helion）电荷半径精度提升至新高度，测得rh2–rα2=1.0757(12) fm2，为核结构理论提供了关键基准。

这项突破性研究利用量子简并态氦气体系，以前所未有的精度测量了氦-3核（helion）与α粒子（⁴He核）的电荷半径差异。科研团队采用两种互补技术：μ子氦-3离子光谱学（μonic helium-3 ions）和传统电子氦-3光谱学，将2³S→2¹S跃迁频率测量精度提升十倍。通过对比先前在⁴He玻色-爱因斯坦凝聚体中的测量数据，最终确定半径平方差r_h²–r_α²=1.0757(12)_实验(9)_理论 fm²。该成果不仅为原子能级理论（Standard Model）验证提供新工具，更成为检验核结构计算精度的"标尺"，解决了此前质子电荷半径与里德堡常数测量出现的异常偏差问题。