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Physikalische Gesellschaft Zürich
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Prof. Dr. A. Antognini

Die Grsse des Protons aus Laserspektroskopie an einem exotischen Wasserstoffatom

Donnerstag 1. März 2012, um 19:30 Uhr
ETH Hauptgebude Hrsaal HG F5, Rmistrasse 101

/events/ss12/event.20120301/protonenradius_150.jpg
Teil der Laseranlage, die fr das Experiment zur Bestimmung des Protonenradius bentigt wird. Hier werden unsichtbare infrarote Laserpulse in grnes Laserlicht umgewandelt (Quelle: www.psi.ch/media/proton-kleiner-als-gedacht)

Das Proton hat eine endliche Grsse, denn es ist ein Verbundsystem aus Quarks und Gluonen.

Der Ladungsradius Rp des Protons wurde bisher nur mit einer geringen Genauigkeit von etwa 1% aus Elektron-Proton Streuung und Przisions-Spektroskopie in Wasserstoff bestimmt. Wir haben vor kurzem Rp mittels Laserspektroskopie des exotischen "myonischen Wasserstoff" Atoms bestimmt.

Hier umkreist das Myon, der 200-mal schwerere Cousin des Elektrons, das Proton mit einem 200-mal kleineren Bohr-Radius. Dies erhht die Empfindlichkeit der myonischen Energieniveaus auf die endliche Grsse des Protons enorm.

Unser neuer Wert Rp = 0.84184(67) fm ist zehn Mal genauer als der allgemein akzeptierte CODATA-Wert, aber er unterscheidet sich durch 7 Standard-Abweichungen davon. Eine lebhafte Diskussion ber diese Diskrepanz hat begonnen, die verschiedene Felder der Physik umfasst, wie QED fr gebundene Zustnde, Protonenstruktur, die Bestimmung der Rydberg-Konstante und sogar "neue Physik".


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