HAL Id: jpa-00215480
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Submitted on 1 Jan 1974
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MESURES RÉCENTES DE LA STRUCTURE HYPERFINE DU MUONIUM
D. Favart
To cite this version:
D. Favart. MESURES RÉCENTES DE LA STRUCTURE HYPERFINE DU MUONIUM. Journal de Physique Colloques, 1974, 35 (C1), pp.C1-9-C1-9. �10.1051/jphyscol:1974105�. �jpa-00215480�
JOURNAL DE PHYSIQUE Colloq~ie C1, supplPt~zent au no 1 , Totlie 35, Jatiuier 1974, page C1-9
MESURES RECENTES DE LA STRUCTURE HYPERFINE DU MUONIUM
D. FAVART
UniversitC de L o u v a i n , Institut d e Physique Corpusculaire, Louvain-la-Neuve, Belgique
RCsumC. - L'etude du muonium et, en particulier, la mesure de sa structure hyperfine permet- tent, en principe, de determiner la valeur de la constante de structure fine a. Outrecelle-ci, d'autres grandeurs physiques telles que le nioment niagnetique d u muon et la polarisabilite du proton, peuvent Etre dkduites de I'etude des transitions entre les differents sous-niveaux de I'Ctat fonda- mental de I'atome de muoniuni. De plus, la comparaison entre deux determinations de x deduites, pour la premikre, de I'etude du niuonium et, pour la seconde, de I'effet Josephson, se revele Ctre un test sensible des previsions de l'electrodynaniique quantique.
Le but de ce rapport est de presenter quelques recents resultats expCrinientaux [I]-[4] qui ont perniis, d'une part, de lever certaines incertitudes q ~ l i entachaient les conclusions de mesures ante- rieures, et, d'autre part, d'obtenir une precision accrue dans la determination des quantitks men- tionnies plus haut.
On decrira plus specialenient une nouvelle metliode experimentale niise a u point par le groupe de Chicago (V. L. Telegdi et collaborateurs), a savoir la metliode de resonance de Ranisey par un champ de radiofrequence pulse. On doit a cette liiethode la rnesure la plus precise, a ce jour, de I'intervalle hyperfin du niuoniuni
Av = 4 463,3040(18) M H z (0,4 ppm) [3]-[4]
E n outre, une extension de cette methode a la mesure des tra~isitions Zeenian dans le niuoniuni permet d'escompter une amelioration sensible de la precision de la determination d u nioment magnetique du muon. C'est, actuellenient, I'incertitude sur cette dernikre quantite qui doniine dans I'erreur sur la valeur de x deduite des mesures [3] :
2-1 - 137,036 38(19) (1,4 ppm) .
Abstract. - Muoniuni study and specially tlie measurement of its hyperfine structure allows one to determine the value of the fine s t r u c t ~ ~ r e constant a. Other physical quantities such as the magnetic nioment of the niuon and the proton polarisability can be extracted from the study of transitions between the sublevels of tlie niuoniuni ground state. Furthermore, the co~nparison between two a determinations, namely the a c Josephson effect value and the muonium value, is found t o be a sensitive test of quantum electrodynaniics predictions.
T h e purpose of this report is to present recent experimental results [2]-[4] which allowed, firstly, elimination of a few uncertainties in the r e s ~ ~ l t s of previous ~iieasurements and, secondly, an increas- ed precision, in the determination of the above mentioned quantities.
More specifically, a new experimental method shall be described, namely tlie Ramsey resonance in a pulsed radiofrequency field, designed by the Chicago group (V. L. Telegdi and collaborators).
This method has produced the so far most precise determination of the muonium hyperfine interval.
AV = 4 463.304 0 (18) M H z (0.4 ppm) [3]-[4]
Furthermore, a n extension of this method to the measurenients of Zeeman transitions in muo- nium allows one t o expect an increased accuracy in the determination of, the muon magnetic moment.
It is, today, the uncertainty on this last quantity which dominates the error on the value of a deduced from the measurements [3] :
a- 1 = 137.036 38 (1 9) (1.4 pprn) .
[I] D E VOE, R., MCINTYRE, P. H., MAGNON, A,, STOWELL, D. Y., [3] FAVART, D., MCINTYRE, P. M., STOWELL, D. Y., T I L E G D I SWANSON, R. A,, TELEGDI, V. L., P I I ~ s . R c I ~ . L C / / . 25 V. L., SWANSON, R. A. Phys. Rev. Lctt. 27 (1971) 1336.
(1970) 1779 : Errntn 26 (1971) 213. [4] KOBRAK, H. G. E., SWANSON, R. A,, FAVART, D., KI:.LLS, W., [2] CRANE, T., CASPERSON, D., CRANE, P., EGAN, P., HUGHES, MACINON, A , , MCINTYICE, P. H., ROIIIIAIG, J., STO-
V. W., STAMBAUGH, R., THOMPSON, P. A,, ZUPUTLITZ, WELL. D. -Y., TELEGDI, V . L., E(.KHAUSI:., H., P11j.x.
G., Pl~jzs. R p v . Lett. 27 (1971) 474. Lctt. 43B (1973) 526.
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:1974105
