Радиус протона оказался меньше, чем считалось — Naked Science
6 ноября
4 минуты
Никита Шевцов

Радиус протона оказался меньше, чем считалось

Результат эксперимента по рассеянию электронов дал самое точное на сегодня значение радиуса протона. И оно оказалось меньше всех предыдущих оценок.

Физики более точно измерили радиус протона
Физики более точно измерили радиус протона

Вся видимая материя во Вселенной построена на облаке из трех кварков, связанных вместе с энергией сильного взаимодействия, — протоне. Этот вид элементарных частиц, находящийся в ядре каждого атома, был предметом многочисленных исследований и экспериментов, направленных на раскрытие его секретов. Тем не менее при измерении радиуса протона физики долгое время не могли прийти к консенсусу, так как увеличение точности методов порождало уменьшение конечной величины.

До 2010 года наиболее точные измерения радиуса протона производились двумя различными экспериментальными методами. В экспериментах по рассеянию электронов последние выстреливаются в протоны. Радиус заряда протона определяется изменением траектории электронов после их столкновения или рассеяния. 

В атомно-спектроскопических измерениях ученые наблюдают переходы между энергетическими уровнями электронов. Каждый такой переход сопровождается излучением фотонов определенной длины волны. Обычно специалисты проводили измерения этим методом на ядрах двух изотопов водорода — протия (содержит один протон) и дейтерия (содержит протон и нейтрон). Эти два различных метода дали радиус элементарной частицы около 0,88 фемтометра.

В 2010 году физики провели измерение радиуса новым методом. Они вычислили энергию перехода между уровнями электронов в атоме водорода, на орбите которого находился мюон. Эта элементарная частица вращается гораздо ближе к ядру и более чувствительна к радиусу заряда протона. Результат дал значение, которое было на 4% меньше, чем раньше, — примерно 0,84 фемтометра.

Наконец, в новой работе исследователи предложили усовершенствованный метод измерения размера протона. Ученые внесли важные изменения в конструкцию прибора, который измерял рассеяние электронов. Физики модернизировали его так, что воздействие на систему со стороны самого прибора и внешних факторов снизилось до минимума, а его чувствительность серьезно возросла. Измерение радиуса заряда протона на новом устройстве составило примерно 0,831 фемтометра.

В планах ученых — подтверждение данных и сравнение результатов со значениями, полученными с помощью других методов. В будущем исследователи планируют вычислить размер дейтрона — ядра дейтерия — и нескольких других ядер, содержащих протон.

Позавчера, 10:51
4 минуты
Сергей Васильев

Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.

Вчера, 15:33
40 минут
Александр Березин

Женщины заводят ребенка не от мужа тем чаще, чем ниже его социальная ценность. Попробуем разобраться, как биология подталкивает их к изменам и почему моногамия имеет все шансы на реванш.

Позавчера, 15:36
3 минуты
Никита Шевцов

В регионе Внутренняя Монголия в Китае подтвердили вспышку бубонной чумы. Заразился уже третий человек за последний месяц.

15 ноября
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

Позавчера, 10:51
4 минуты
Сергей Васильев

Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.

Вчера, 15:33
40 минут
Александр Березин

Женщины заводят ребенка не от мужа тем чаще, чем ниже его социальная ценность. Попробуем разобраться, как биология подталкивает их к изменам и почему моногамия имеет все шансы на реванш.

15 ноября
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

Позавчера, 10:51
4 минуты
Сергей Васильев

Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.

12 ноября
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые использовали современные методы анализа и создали тест, который может определить, принимал ли человек наркотики, даже после того, как он тщательно вымыл руки.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: