Нерезонансные эффекты в двухфотонной спектроскопии атома водорода: приложение к расчету зарядового радиуса протона

Последнее десятилетие в современной литературе остро стоит вопрос о расхождении значений радиуса протона, получаемых путем измерения частот переходов в электронном ($H$) и мюонном ($\mu H$) атомах водорода, направляя теоретические и экспериментальные усилия на проверку и поиск эффектов устраняющих имеющееся расхождение в $4\sigma$ (стандартное отклонение). Совсем недавно измерения $2s-4p$ перехода и Лэмбовского сдвига в электронном атоме водорода приблизили “загадку радиуса протона” к своему разрешению. Среднеквадратичное значение радиуса протона ($r_p$), рассчитанное на основе этих экспериментов имеет значение $0.8335(95)$ фм, что согласуется со значением $0.84087(39)$ фм, полученным на основе эксперимента с мюонным водородом, в пределах указанных погрешностей. Такое согласование результатов было достигнуто в результате учета интерференционных эффектов, возникающих в процессах однофотонного рассеяния на атоме водорода, в то время как эксперименты на мюонном водороде к ним нечувствительны. Однако вычисление зарядового радиуса протона не может быть отнесено только к однофотонным переходам и должно учитывать измеренные частоты, соответствующие двухфотонным переходам. В данной работе показано, что интерференционные эффекты в двухфотонных переходах $2s-nd$ в атоме водорода могут вносить значительный вклад в определение зарядового радиуса протона и постоянной Ридберга.