Frontemare di Trieste
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Sezione di Trieste

Hyperfine splitting in muonic hydrogen: FAMU

FAMU è una collaborazione che coinvolge circa 60 ricercatori da Italia, Bulgaria, Polonia, Gran Bretagna, Togo, Giappone, Cina e India. L'esperimento si propone di determinare il raggio di Zemach del protone attraverso la misura dello splitting iperfine dell'atomo di idrogeno muonico nello stato fondamentale. Questa misura permetterà di conoscere più a fondo uno dei costituenti principali della materia, il protone.

L'esperimento FAMU è installato presso l'acceleratore di muoni del Rutherford Appleton Laboratory ad Oxford. L'idrogeno muonico viene prodotto facendo penetrare un fascio di muoni con energia di circa 60 MeV/c in un bersaglio di idrogeno e ossigeno allo stato gassoso. Per la misura dello splitting iperfine si usa un metodo indiretto: viene iniettato nel bersaglio un potente laser che, quando è di energia adeguata, stimola la transizione. La rivelazione di una variazione dello spettro dei raggi X emessi dal bersaglio, al variare dell'energia del laser, permette di determinare l'energia dello splitting.

Questa sarà la prima misura del raggio di Zemach con idrogeno muonico a raggiungere una accuratezza dell'1%. La misura contribuirà ad una migliore comprensione della struttura del protone e della sua descrizione tramite la elettrodinamica quantistica, sfidando i limiti delle più precise predizioni teoriche.

Sito dell’esperimento FAMU: https://web.infn.it/FAMU/

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