研究透视：原子氢 | Nature

背景：量子电动力学是描述光与物质相互作用的基础理论，氢原子光谱是检验该理论的重要平台。然而，基于普通氢原子光谱测得的质子电荷半径结果存在分歧，且与μ子氢测量结果不一致，阻碍了对理论的严格检验。研究目的：通过精确测量氢原子的2S–6P跃迁频率，旨在解决质子半径的测量矛盾，并对量子电动力学及标准模型进行高精度检验。结论：实验测得跃迁频率为730,690,248,610.79(48) kHz，由此得出的质子电荷半径rp = 0.8406(15) fm，精度比其他普通氢原子测量至少高2.5倍，且与μ子氢结果吻合。该结果与标准模型预测值高度一致，将标准模型的检验精度推至0.7皮分之一，束缚态量子电动力学修正的检验精度推至0.5百万分之一，达到了目前最高精度。