中文

氢原子 $1s$ 态兰姆位移:双圈与三圈贡献

原子物理 2019-07-02 v1 高能物理 - 唯象学

摘要

我们考虑氢与氦离子中的 1s1s 兰姆位移,该量对于通过氢光谱学精确测定里德伯常数与质子电荷半径,以及束缚态量子电动力学(QED)的精密检验均不可或缺。不确定度的主要 QED 贡献源自 α8m\alpha^8m 外场贡献(即无反冲极限下的贡献)。我们讨论了双圈与三圈情形,并特别重新审视了标准记号下系数 B61,B60,C50B_{61}, B_{60}, C_{50} 的计算。我们发现了一个此前缺失的 α2(Zα)6m\alpha^2(Z\alpha)^6m 阶对数贡献。我们还得到了 α2(Zα)8m\alpha^2(Z\alpha)^8mα2(Zα)9m\alpha^2(Z\alpha)^9m 阶的主导纯自能对数贡献,并估计了 α2(Zα)7m\alpha^2(Z\alpha)^7mα2(Zα)8m\alpha^2(Z\alpha)^8mα2(Zα)9m\alpha^2(Z\alpha)^9m 阶的次领头项。这些高阶贡献的确定使我们得以提升电子双圈自能计算的整体精度。我们研究了与次领头三圈项(α3(Zα)5m\alpha^3(Z\alpha)^5m 阶,标准记号下系数 C50C_{50})相关的被积函数的渐近行为,并将其应用于对圈动量的近似积分。我们对 1s1s 兰姆位移中总三圈次领头项贡献的结果为 (3.3±10.5)(α3/π3)(Zα)5m(-3.3\pm10.5)(\alpha^3/\pi^3)(Z\alpha)^5m。总体而言,我们完成了对 1s1s 兰姆位移 α8m\alpha^8m 阶对数贡献的计算,并将 H、D 与 He+^+α8m\alpha^8m 整体不确定度相较于最新的 CODATA 汇编结果降低了约三分之二。

关键词

引用

@article{arxiv.1906.11105,
  title  = {The Lamb shift of the $1s$ state in hydrogen: two-loop and three-loop contributions},
  author = {Savely G. Karshenboim and Akira Ozawa and Valery A. Shelyuto and Robert Szafron and Vladimir G. Ivanov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1906.11105},
  year   = {2019}
}

备注

7 pages, 3 figures