in ,

Протоны могут оказаться меньше, чем мы думали

Довольно трудно измерить размер субатомных частиц. Помимо того, что они крошечные, они еще и могут находится в состоянии одновременно и частиц и волн. В случае протонов различные способы измерения давали противоречивые результаты. Но усовершенствованные способы прошли долгий путь к решению этой проблемы.

В нашем представлении протоны — это круглые шарики, хотя у них, как и у всего остального таких же маленьких размеров, нет точных границ. Физики используют меру, называемую «радиусом заряда» или областью, по которой распределен положительный заряд.

Чтобы измерить этот радиус, физики запускали электроны на протоны и использовали угол отклонения для рассеянных электронов, чтобы вычислить размер протона. Этот альтернативный метод использовал длину волн фотонов, выпущенных при отскоке электронов между уровнями энергии в атомах водорода или дейтерия (тяжелый водород). Панели ошибок для этих методов обычно перекрывались на уровне 0,88 ферми( (fm) — или почти триллионной доли миллиметра, и до 2010 года все были счастливы.

Затем физики решили попробовать что-то новое и заменили орбитальные электроны мюонами (более тяжелыми частицами с зарядом электрона), и вместо 0,88и получили 0,84 fm, с разницей всего в 4 процента, но этого было достаточно, чтобы физики засомневались. Профессор из ГТСУ Северной Каролины Ашот Гаспарян считает, что решил это несоответствие..

В журнале «Nature» Гаспарян описал более точную технику рассеяния электронов, в которой холодный водород перетекает в поток быстро движущихся электронов без металлических крышек, использовавшихся в предыдущих измерениях рассеяния электронов. Его система также измеряла положения рассеянных электронов с большей точностью.

Эти достижения позволили Гаспаряну и соавторам заметить гораздо меньшие углы рассеяния, чем когда-либо раньше, и из них рассчитать радиус 0,831fm.

«Когда мы начали этот эксперимент, люди искали ответы. Многие скептики не верили, что в этом эксперименте мы сделаем что-то новое», — сказал Гаспарян в своем заявлении . 

Точный размер частицы, в миллиард раз меньше, чтобы ее разглядеть, и может показаться современным эквивалентом вопроса о том, «сколько ангелов может танцевать на булавочной головке», но радиус протона необходим для вычисления некоторых фундаментальных констант Вселенной. Эти исследования могут стать важным достижением в физике. 

Комментарии

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Loading…

0

Предложен новый способ поиска атмосферы на скалистых экзопланетах

Теория Мультивселенной

Является ли Теория Мультивселенной правдой?