Сверхтонкая структура метастабильного уровня в водородоподобных атомах

Рассмотрены прецизионные методы измерения энергии сверхтонкого расщепления E_HFS(2S) метастабильного уровня в легких водородоподобных системах: водороде, дейтерии и ионе ³He⁺. Интерес к этим измерениям обусловлен тем, что они открывают новую возможность проведения точного тестирования квантовой электродинамики (КЭД) связанных состояний в адронных системах. В то время как непосредственный расчет уровней энергии в таких системах сталкивается с проблемой неопределенности зарядового радиуса ядра, при вычислении параметра D₂₁=8E_HFS(2S) - E_HFS(1S) вклад поправок к энергии, возникающих при учете конечных размеров ядра, становится меньше. Представлены результаты вычисления D₂₁ и проведено их сравнение с экспериментальными значениями. Рассматриваемый подход позволяет проводить тестирование некоторых поправок КЭД связанных состояний к энергии сверхтонкого расщепления на уровне 10^-7. Полученные результаты сопоставимы с результатами прецизионных тестов КЭД, основывающихся на исследовании сверхтонкого расщепления в лептонных системах.