Measurement of the 2S _1/2–2P _3/2 level splitting in muonic helium: A test of quantum electrodynamics predictions on electronic vacuum polarization

Summary

The results of a measurement of the 2S _1/2-2P _3/2 energy difference in the (μ⁴He) muonic system are presented. Full account of the experimental method as well as an up-to-date review of the pertaining theoretical predictions are given. The obtained results show a good agreement with QED predictions; the electronic vacuum polarization term of order α is checked with a relative accuracy of 5·10⁻³.

Riassunto

Si presenta il risultato di una misura della differenza di energia tra i livelli 2S _1/2 e 2P _3/2 nel sistema muonico (μ⁴He). Si discute in dettaglio il metodo sperimentale e si riporta una rassegna delle previsioni teoriche. Il risultato ottenuto è in buon accordo con le predizioni dell’elettrodinamica quantistica; in particolare esso permette di verificare con una precisione relativa del 5‰ il contributo della polarizzazione di vuoto elettronica all’ordine α.

Резюме

Приводятся результаты измерения разности энергии для 2S _1/2-2P _3/2 в мюонной системе (μ⁴He). Подробно обсуждается экспериментальная методика и предлагается обзор теоретических предсказаний. Полученные результаты обнаруживают хорошее согласие с предсказаниqqjми квантовой электродинамики. В частности, проводится проверка вклада в поляризацию электронногоам вакуу от члена порядка α с относительной точностью 5·10⁻³.