Measurement of the ratio $ h/{m}_{\mathrm{Rb}}$ and determination of the fine structure constant

Malo Cadoret; Estefania de Mirandés; Pierre Cladé; Saïda Guellati-Khélifa; François Nez; François Biraben

doi:10.1016/j.crhy.2011.02.002

Quantum Hall effect / Effet Hall quantique

Measurement of the ratio

h / m_{Rb}

and determination of the fine structure constant
[Mesure du rapport

h / m_{Rb}

et détermination de la constante de structure fine]

Malo Cadoret ¹ ; Estefania de Mirandés ² ; Pierre Cladé ³ ; Saïda Guellati-Khélifa ^3,¹ ; François Nez ³ ; François Biraben ³

¹ Conservatoire National des Arts et Métiers, 292 rue Saint Martin, 75141 Paris Cedex 03, France
² Bureau International des poids et Mesures, Pavillon de Breteuil, 92312 Sèvres Cedex, France
³ Laboratoire Kastler Brossel, École normale supérieure, CNRS, Université P. et M. Curie – Paris 6, case 74, 4 place Jussieu, 75252 Paris cedex 05, France

Comptes Rendus. Physique, Quantum Hall Effect and Metrology, Volume 12 (2011) no. 4, pp. 379-386.

Résumé
Abstract

Nous présentons une revue des déterminations les plus précises de la constante de structure fine α qui sont obtenues dans différents domaines de la physique. Nous décrivons la mesure du rapport $h / m_{Rb}$ entre la constante de Planck et la masse de lʼatome de rubidium qui conduit à une valeur de α très précise et très peu dépendante de lʼélectrodynamique quantique. Finalement nous présentons une revue des différentes déterminations de la constante de von Kitzling $R_{K}$ .

We present a review of the most precise determinations of the fine structure constant α which are obtained in different domains of physics. We describe the measurement of the ratio $h / m_{Rb}$ between the Planck constant and the mass of Rubidium atom which leads to a precise value of α which is very few dependent of the QED. Finally, we present a review of the different determinations of the von Kitzling constant $R_{K}$ .

Publié le : 2011-05-01

DOI : 10.1016/j.crhy.2011.02.002

Keywords: Fine structure constant, Quantum Hall effect
Mots-clés : Constante de structure fine, Effet Hall quantique

Affiliations des auteurs :

Malo Cadoret ¹ ; Estefania de Mirandés ² ; Pierre Cladé ³ ; Saïda Guellati-Khélifa ^{3, 1} ; François Nez ³ ; François Biraben ³

¹ Conservatoire National des Arts et Métiers, 292 rue Saint Martin, 75141 Paris Cedex 03, France
² Bureau International des poids et Mesures, Pavillon de Breteuil, 92312 Sèvres Cedex, France
³ Laboratoire Kastler Brossel, École normale supérieure, CNRS, Université P. et M. Curie – Paris 6, case 74, 4 place Jussieu, 75252 Paris cedex 05, France

@article{CRPHYS_2011__12_4_379_0,
     author = {Malo Cadoret and Estefania de Mirand\'es and Pierre Clad\'e and Sa{\"\i}da Guellati-Kh\'elifa and Fran\c{c}ois Nez and Fran\c{c}ois Biraben},
     title = {Measurement of the ratio $ h/{m}_{\mathrm{Rb}}$ and determination of the fine structure constant},
     journal = {Comptes Rendus. Physique},
     pages = {379--386},
     publisher = {Elsevier},
     volume = {12},
     number = {4},
     year = {2011},
     doi = {10.1016/j.crhy.2011.02.002},
     language = {en},
}

TY  - JOUR
AU  - Malo Cadoret
AU  - Estefania de Mirandés
AU  - Pierre Cladé
AU  - Saïda Guellati-Khélifa
AU  - François Nez
AU  - François Biraben
TI  - Measurement of the ratio $ h/{m}_{\mathrm{Rb}}$ and determination of the fine structure constant
JO  - Comptes Rendus. Physique
PY  - 2011
SP  - 379
EP  - 386
VL  - 12
IS  - 4
PB  - Elsevier
DO  - 10.1016/j.crhy.2011.02.002
LA  - en
ID  - CRPHYS_2011__12_4_379_0
ER  -

%0 Journal Article
%A Malo Cadoret
%A Estefania de Mirandés
%A Pierre Cladé
%A Saïda Guellati-Khélifa
%A François Nez
%A François Biraben
%T Measurement of the ratio $ h/{m}_{\mathrm{Rb}}$ and determination of the fine structure constant
%J Comptes Rendus. Physique
%D 2011
%P 379-386
%V 12
%N 4
%I Elsevier
%R 10.1016/j.crhy.2011.02.002
%G en
%F CRPHYS_2011__12_4_379_0

Malo Cadoret; Estefania de Mirandés; Pierre Cladé; Saïda Guellati-Khélifa; François Nez; François Biraben. Measurement of the ratio $ h/{m}_{\mathrm{Rb}}$ and determination of the fine structure constant. Comptes Rendus. Physique, Quantum Hall Effect and Metrology, Volume 12 (2011) no. 4, pp. 379-386. doi : 10.1016/j.crhy.2011.02.002. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.1016/j.crhy.2011.02.002/

Bibliographie
Cité par

[1] P.J. Mohr; B.N. Taylor; D.B. Newell Rev. Mod. Phys., 80 (2008), pp. 633-730

[2] B. Odom; D. Hanneke; B. DʼUrso; G. Gabrielse Phys. Rev. Lett., 97 (2006), p. 030801

[3] G. Gabrielse; D. Hanneke; T. Kinoshita; M. Nio; B. Odom Phys. Rev. Lett., 97 (2006), p. 030802

[4] W. Liu; M.G. Boshier; S. Dhawan; O. van Dyck; P. Egan; X. Fei; M. Grosse Perdekamp; V.W. Hughes; M. Janousch; K. Jungmann; D. Kawall; F.G. Mariam; C. Pillai; R. Prigl; G. zu Putlitz; I. Reinhard; W. Schwarz; P.A. Thompson; K.A. Woodle Phys. Rev. Lett., 82 (1999), p. 711

[5] S.R. Lundeen; F.M. Pipkin Phys. Rev. Lett., 46 (1981), p. 232

[6] E.W. Hagley; F.M. Pipkin Phys. Rev. Lett., 72 (1994), p. 1172

[7] J.S. Borbely; M.C. George; L.D. Lombardi; M. Weel; D.W. Fitzakerley; E.A. Hessels Phys. Rev. A, 79 (2009), p. 060503(R)

[8] J. Castillega; D. Livingston; A. Sanders; D. Shiner Phys. Rev. Lett., 84 (2000), p. 4321

[9] G. Giusfredi; P.C. Pastor; P.D. Natale; D. Mazzotti; C. de Mauro; L. Fallani; G. Hagel; V. Krachmalnicoff; M. Inguscio Can. J. Phys., 83 (2005), p. 301

[10] T. Zelevinsky; D. Farkas; G. Gabrielse Phys. Rev. Lett., 95 (2005), p. 203001

[11] K. Pachucki Phys. Rev. Lett., 97 (2006), p. 013002

[12] K. Pachucki; V.A. Yerokhin Phys. Rev. Lett., 104 (2010), p. 070403

[13] R.S. Van Dick; P.B. Schwinberg; H.G. Dehmelt Phys. Rev. Lett., 59 (1987), p. 26

[14] D. Hanneke; S. Fogwell; G. Gabrielse Phys. Rev. Lett., 100 (2008), p. 120801

[15] G. Gabrielse; D. Hanneke; T. Kinoshita; M. Nio; B. Odom Phys. Rev. Lett., 99 (2007), p. 039902

[16] B. de Beauvoir; F. Nez; L. Julien; B. Cagnac; F. Biraben; D. Touahri; L. Hilico; O. Acef; A. Clairon; J.J. Zondy Phys. Rev. Lett., 78 (1997), p. 440

[17] B. de Beauvoir; C. Schwob; O. Acef; J.-J. Zondy; L. Jozefowski; L. Hilico; F. Nez; L. Julien; A. Clairon; F. Biraben Eur. Phys. J. D, 12 (2000), p. 61

[18] U. Jentschura; K. Pachucki Phys. Rev. A, 54 (1996), p. 1853

[19] E. Krüger; W. Nistler; W. Weirauch Metrologia, 36 (1999), p. 147

[20] J.L. Hall; Ch.J. Bordé; K. Uehara Phys. Rev. Lett., 37 (1976), p. 1339

[21] C.J. Bordé Phys. Lett. A, 140 (1989), p. 10

[22] A. Wicht; J.M. Hensley; E. Sarajilic; S. Chu Physica Scripta T, 102 (2002), p. 82

[23] M.P. Bradley; J.V. Porto; S. Rainville; J.K. Thompson; D.E. Pritchard Phys. Rev. Lett., 83 (1999), p. 4510

[24] P. Cladé; E. de Mirandes; M. Cadoret; S. Guellati-Khélifa; C. Schwob; F. Nez; L. Julien; F. Biraben Phys. Rev. Lett., 96 (2006), p. 033001

[25] P. Cladé; E. de Mirandes; M. Cadoret; S. Guellati-Khélifa; C. Schwob; F. Nez; L. Julien; F. Biraben Phys. Rev. A, 102 (2006), p. 052109

[26] M. Cadoret; E. de Mirandes; P. Cladé; S. Guellati-Khélifa; C. Schwob; F. Nez; L. Julien; F. Biraben Phys. Rev. Lett., 101 (2008), p. 230801

[27] M. Ben Dahan; E. Peik; J. Reichel; Y. Castin; C. Salomon Phys. Rev. Lett., 76 (1996), p. 4508

[28] E. Peik; M. Ben Dahan; I. Bouchoule; Y. Castin; C. Salomon Phys. Rev. A, 55 (1997), p. 2989

[29] S.R. Wilkinson; C.F. Bharucha; K.W. Madison; Qian Niu; M.G. Raizen Phys. Rev. Lett., 76 (1996), p. 4512

[30] M. Cadoret; E. de Mirandes; P. Cladé; S. Guellati-Khélifa; C. Schwob; F. Nez; L. Julien; F. Biraben Eur. Phys. J. Special Topics, 163 (2008), p. 101

[31] C. Boehm; J. Silk Phys. Lett. B, 661 (2008), p. 287

[32] P. Mohr; B.N. Taylor Rev. Mod. Phys., 77 (2005), p. 1

[33] G. Trapon; O. Thévenot; J.-C. Lacueille; W. Poirier; H. Fhima; G. Genevès IEEE Trans. Instrum. Meas., 50 (2001), p. 572

[34] Z. Zhang; X. Wang; D. Wang; X. Li; Q. He; Y. Ruan Acta Metrologia Sinica, 16 (1995), p. 1

[35] A. Hartland Metrologia, 29 (1992), p. 175

[36] G.W. Small; B.W. Ricketts; P.C. Coogan; B.J. Pritchard; M.M.R. Sovierzoski Metrologia, 34 (1997), p. 241

[37] M.E. Cage; R.F. Dziuba; R.E. Elmquist; B.F. Field; G.R. Jones; P.T. Olsen; W.D. Phillips; J.Q. Shields; R.L. Steiner; B.N. Taylor; E.R. Williams IEEE Trans. Instrum. Meas., 38 (1989), p. 284

[38] W.D. Phillips; W.E. Cooke; D. Kleppner Metrologia, 13 (1977), p. 179

[39] P.J. Mohr; B.N. Taylor Rev. Mod. Phys., 72 (2000), pp. 351-495

Jukka P. Pekola; Olli-Pentti Saira; Ville F. Maisi; Antti Kemppinen; Mikko Möttönen; Yuri A. Pashkin; Dmitri V. Averin Single-electron current sources: Toward a refined definition of the ampere, Reviews of Modern Physics, Volume 85 (2013) no. 4, p. 1421 | DOI:10.1103/revmodphys.85.1421
P. Gournay; O. Thevenot; G. Thuillier, 2012 Conference on Precision electromagnetic Measurements (2012), p. 354 | DOI:10.1109/cpem.2012.6250948
Peter J. Mohr; Barry N. Taylor; David B. Newell CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 2010, Journal of Physical and Chemical Reference Data, Volume 41 (2012) no. 4 | DOI:10.1063/1.4724320
T. C. Adorno; D. M. Gitman; A. E. Shabad Noncommutative magnetic moment, fundamental length, and lepton size, Physical Review D, Volume 86 (2012) no. 2 | DOI:10.1103/physrevd.86.027702
Peter J. Mohr; Barry N. Taylor; David B. Newell CODATA recommended values of the fundamental physical constants: 2010, Reviews of Modern Physics, Volume 84 (2012) no. 4, p. 1527 | DOI:10.1103/revmodphys.84.1527

Cité par 5 documents. Sources : Crossref

Commentaires - Politique

Il n'y a aucun commentaire pour cet article. Soyez le premier à écrire un commentaire !

Publier un nouveau commentaire:

Publier une nouvelle réponse: