L’idée de déduire le rayon de distribution de charge du proton (appelé communément « rayon du proton ») à partir d’une mesure du déplacement de Lamb de l’hydrogène muonique est connue depuis les années 1970. L’expérience n’a pu être réalisée qu’en 2009 et ce grâce à de nouveaux développements technologiques (sources lasers, production d’atomes d’hydrogène muonique dans l’état métastable 2S). Nous présenterons dans le séminaire, la première spectroscopie laser réalisée sur l’hydrogène muonique. Nous avons observé plusieurs transitions dans l’hydrogène et le deutérium muonique. L’analyse complète des mesures faites sur la transition 2S1/2-2P3/2 de l’hydrogène muonique est finie.
Une nouvelle et inattendue valeur du « rayon du proton » (rp) peut être déduite de la fréquence de cette transition en utilisant des calculs d’électrodynamiques quantiques. Cette valeur diffère notablement des autres déterminations de rp obtenues à partir de la spectroscopie de l’hydrogène électronique soit des mesures par diffusion électron proton. Ce résultat donne un nouvel éclairage à la comparaison théorie expérience dans l’atome d’hydrogène électronique. L’écart entre la valeur de la constante de Rydberg du CODATA et celle déduite de la fréquence de la transition 1S-2S en utilisant notre valeur de rp est très significative (~5 σ).
Cette expérience a été réalisée dans le cadre de la collaboration internationale CREMA (voir http://muhy.web.psi.ch ) à l’institut Paul Scherrer (Villigen Suisse).
http://www.lkb.ens.fr/-Metrologie-Quantique-
