利用氦原子精细结构的精密测量确定精细结构常数
原子物理
2015-06-04 v1
摘要
利用原子束装置和电光激光技术，对氦原子进行了高精度光谱测量。这些测量除了作为对氦理论的检验之外，还提供了对精细结构常数 {\alpha} 的新测定。我们设计并搭建了一套装置，以克服先前实验中遇到的局限。这不仅提高了测量精度，还实现了新的自洽性检验，包括一项极为有用的对 3He 的测量。我详细讨论了实验装置的细节以及主要的改动和改进。测得 4He 的 23P 态中 J = 0 到 2 精细结构间隔的新值为 31 908 131.25(30) kHz。该结果 300 Hz 的精度意味着比先前结果提高了三倍以上。结合最新的理论计算，这给出了对 {\alpha} 的新测定，其不确定度优于 5 ppb，{\alpha}-1 = 137.035 999 55(64)。
引用
@article{arxiv.1203.2833,
title = {A Determination of the Fine Structure Constant using Precision Measurements of Helium Fine Structure},
author = {Marc Smiciklas},
journal= {arXiv preprint arXiv:1203.2833},
year = {2015}
}
备注
Ph.D. thesis, University of North Texas, August 2010 (results from this thesis are published in Physical Review - M. Smiciklas and D. Shiner, Phys. Rev. Lett. 105, 123001 (2010).)