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重大研究计划重点支持项目--基于氢分子离子HD+振转光谱的精密测量确定质子电子质量比

项目来源:国家自然科学基金委

项目名称:基于氢分子离子HD+振转光谱的精密测量确定质子电子质量比

项目编号:91636216

项目负责人:童昕

项目摘要:

    质子-电子质量比是无量纲的基本物理常数,它的高精度确定对基本物理理论的验证
及预言至关重要。HD+是由质子、氘核和电子构成的最简单的分子体系,其振转跃迁频率
强烈依赖于质子-电子质量比,精密的振转光谱测量结合量子电动力学(QED)理论计算可
以高精度地确定质子-电子质量比。
    本项目拟采用激光冷却的原子离子对由阈值光电离产生的HD+离子进行协同冷却,实
现对HD+内外自由度的精确控制,获得平动能在mK量级、完全处于振转基态的HD+离子。进
而对基态至第6振动激发态991nm泛频跃迁进行光谱测量,相对精度达到0.4ppb,较目前同
类实验精度提高2到3倍;同时,利用QED理论严格导出描述高阶相对论与辐射修正的等效
算符,实现算符期望值的高精度数值计算,实现对振转频率相对精度0.1ppb的理论预言;
通过实验光谱与理论预言的比对,在优于1ppb相对精度上确定质子-电子质量比,成为COD
ATA参考值。

 








 
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