中国科学出版社 不同方法测定的精细结构常数
信用:作者 氦原子精密测量和计算已有近一个世纪的历史
在20世纪60年代，理论家发现氦的23P能级的精细结构分裂(23P0-23P2)是测量精细结构常数α(大约1/137)的最佳原子系统，这是量子电动力学(QED)理论中的关键参数
量子电动力学是描述电磁相互作用量子特性的基本理论
它涵盖了从微观粒子到宏观固体的几乎所有物理系统，是目前物理学中最精确的理论
这种从氦的精确光谱学中测量α的方法，与从完全不同的方法中确定的值相比较，提供了对物理一致性的完美测试
经过50年的努力，理论家们发展了不同的方法来计算氦对α的7次幂级数的QED修正
许多国际研究机构已经对氦原子进行了实验精度测量
介绍了世界上几个研究组最近取得的实验进展，包括氦-4的2S-2P跃迁频率和作者研究组确定的23P0-23P2精细结构间隔，这是迄今为止最准确的结果
目前，氦的计算结果精度受到非常复杂的八阶α量子电动力学修正的限制
一方面，它可以通过理论发展来发展，另一方面，它可以通过对其他类氦离子的精确测量来探索
这将是对QED极其严格的考验
此外，氦的精确测量对各种重要的研究也有广泛的影响
氦原子的光谱学已经被用来确定氦原子核的半径
目前，氦-3和氦-4核半径差的测量结果仍有很大偏差
这种偏差的原因尚未得到解释，该问题的解决将为解决“质子半径之谜”提供重要参考
' 氦原子的极化率可以精确计算，氦气的折射率可以导出
由于气体的折射率可以通过光学方法精确测量，这就成为一种光学测定气体密度(压力)的计量方法
相关的技术方法正在美国NIST和德国PTB开发，作者的研究团队也进行了相关的研究
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