[論文レビュー] CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 2022

Peter J. Mohr, David B. Newell+2 more|arXiv (Cornell University)|Aug 30, 2024

Renal function and acid-base balance被引用数 37

ひとこと要約

この論文は、2022年12月31日までのデータを用いた最小二乗調整から得られた基本物理定数の2022年自己整合 CODATA 値を提示し、主要な改善点とデータの不整合について論じる。

ABSTRACT

We report the 2022 self-consistent values of constants and conversion factors of physics and chemistry recommended by the Committee on Data of the International Science Council (CODATA). The recommended values can also be found at physics.nist.gov/constants. The values are based on a least-squares adjustment that takes into account all theoretical and experimental data available through 31 December 2022. A discussion of the major improvements as well as inconsistencies within the data is given.

研究の動機と目的

• 物理学と化学のための基本的な物理定数および変換係数の自己整合したセットを提供する。
• 最小二乗調整を行い、理論データおよび実験データを2022年12月31日まで取り入れる。
• 2022年推奨値に影響を与える主要な改善点とデータの不整合を特定する。
• μ子性と電子遷移データの取り扱いと、それらが導かれる定数に与える影響を説明する。
• 2022年の結果を2018年の調整と比較し、計量学と理論への含意について論じる。

提案手法

• 133の入力データと79の調整定数（ν = 54）の最小二乗調整（LSA）を使用する。
• 相対原子質量、イオン化/結合エネルギー、水素/重水素遷移エネルギー、μ子原子、電子磁気モーメント異常、およびエレクトロウィーク量を含む幅広い入力データを組み込む。
• 受容可能な χ² とデータの整合性を得るために不確実性拡張係数を適用する（表11,12 および D1–D6 は因子 2.5、全体で 1.7×）。
• AMDC、NIST ASD、その他のソースのデータを、更新された理論と相関を用いて調整の入力データとして扱う。
• 半径決定におけるμ子ラムシャフトデータの役割と陽子半径パズルを論じる。
• 2022 CODATA値とそれらを2018年の調整と比較した結果、改訂SIと理論改善の影響を含む。

Figure 1: Comparison of the recommended value of the rms charge radii of the proton $r_{\rm p}$ and of the deuteron $r_{\rm d}$ from the 2022 and previous five CODATA adjustments (in red). Values from the 2022 adjustment are given in Table LABEL:tab:radcomp .

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 自己整合的な2022年 CODATA 推奨基本定数および変換係数の値とは何か？
• RQ2 2022年12月31日までの新しい実験データおよび理論データは、2018年の調整と比較して、調整定数にどう影響するか？
• RQ3 2022年の調整で特定された主要な改善点と不整合は何で、それらは不確実性と中心値にどう影響するか？
• RQ4 陽子半径パズルおよびμ の磁気モーメント異常のような主要な問題の2022年調整における現状は？

主な発見

• 2022年の調整は133の入力データと79の調整定数（ν = 54）を使用する。
• 初期 χ² = 109.6 は拡張係数を適用した後 χ² = 44.2 に減少し、ν = 54 のとき χ²値が偶然に等しい確率は83%となる。
• 更新された電子磁気モーメント異常の入力と関連理論により、複数の独立した決定からの精細構造定数 α の不確実性が減少した。
• μon磁気モーメント異常は実験と理論の間に4.2σのずれを示し、最近の FNAL の結果が調整に影響を与えた。
• μ子ラムシャフトデータと電子遷移データが不確実性の範囲内で中心値が異なるため、陽子半径パズルは継続している。
• 万有引力定数 G は2018年の調整から変更されず、この期間で G に影響を与える新しいデータがないことを反映している。

Figure 2: Coefficient $A_{1}^{(10)}$ for the electron anomaly and its uncertainty as evaluated by Aoyama et al. ( 2019 ) and Volkov ( 2019 ) as well as its value and uncertainty used in the 2022 CODATA adjustment. The values of $A_{1}^{(10)}$ used in the adjustment include an expansion factor of $2.