Probing new physics using Rydberg states of atomic hydrogen
Probing new physics using Rydberg states of atomic hydrogen
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利用原子氢的里德伯态探索新物理学
DOI：
10.1103/physrevresearch.2.013244
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发表时间：
2020
影响因子：
4.2
通讯作者：
Jones M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jones M
我们考虑了简单原子系统的高位里德堡态的作用，例如在标准模型之外设置物理约束。在附加载流子(Hellmann势的能级)存在的情况下，我们得到了氢原子的高精度束缚态能量。这些结果表明，通过改变量子数来改变里德堡态的大小和形状，为探索新力的范围提供了一种方法。通过将这些结果与当前最先进的QED修正相结合，我们确定了对新物理的强大的全球约束，包括所有当前的氢光谱数据。最后，我们表明，充分利用现代冷却和陷阱方法的改进的测量以及更高的能级可以导致仅基于实验室测量的对新物理的强大的、统计上稳健的全球约束。
We consider the role of high-lying Rydberg states of simple atomic systems such asin setting constraints on physics beyond the standard model. We obtain highly accurate bound states energies for a hydrogen atom in the presence of an additional force carrier (the energy levels of the Hellmann potential). These results show that varying the size and shape of the Rydberg state by varying the quantum numbers provides a way to probe the range of new forces. By combining these results with the current state-of-the-art QED corrections, we determine a robust global constraint on new physics that includes all current spectroscopic data in hydrogen. Lastly, we show that improved measurements that fully exploit modern cooling and trapping methods as well as higher lying states could lead to a strong, statistically robust global constraint on new physics based on laboratory measurements only.
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