氢原子能级的拟合
摘要：高精度计算原子氢能级对实验研究人员在光谱学领域中的量子电动力学(QED)测试和探测标准模型之外的物理现象十分重要。计算这些能级有两个关键问题：准确评估QED的贡献，并使用准确的质子电荷半径值作为输入。最近在细致结构的QED修正方面取得的进展，以及越来越多的证据表明0.84 fm范围内的质子电荷半径优于先前采用的0.88 fm范围的较大值，推动了这个领域的发展，然而几个最新测量结果与这个较小值存在矛盾。受这个领域的持续和未来工作的推动，我们在这里提出了一个简单的参数化方法，用于超精细结构水平上的氢能级，采用所谓的相对论瑞兹方法。对于低到中等主量子数$n$生成的QED能级的有限样本进行拟合，给出了一个适用于所有$n$值和每个不同角动量通道的公式，本文的工作范围扩展到轨道角动量数$\ell=30$。我们还提供了一个简单的线性参数化方法，以质子半径的函数形式给出氢能级的偏移量，为现有和未来的测量能级间隔提供了有用的交叉检验。
作者：David M. Jacobs, Marko Horbatsch
论文ID：2308.14003
分类：Atomic Physics
分类简称：physics.atom-ph
提交时间：2023-08-29