Радиус протона оказался меньше, чем считалось — Naked Science
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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
19 июня
55 минут
Александр Березин

Два миллиона лет назад планета вошла в состояние крайне необычной неустойчивости. Раз за разом она стирала экосистемы Африки с лица земли, отчего наши предки снова и снова оказывались в сложном положении. Семьдесят тысяч лет назад их число сократилось в десять раз — ударил другой, совершенно неожиданный фактор. Пару сотен тысяч лет назад не только человечество, но вообще все наземные виды могли погибнуть от еще более разрушительной силы. 12,9 тысячи лет назад множество людей умерли и миллионы квадратных километров полностью выгорели из-за взрывов в атмосфере и огненного дождя. Как именно наш вид пережил все это?

8 часов назад
9 минут
Мария Азарова

Тем временем жители России с трудом заставляют себя пройти вакцинацию хотя бы впервые, сильно отставая от населения других развитых стран.

19 июня
5 минут
Илья Ведмеденко

Снимки демонстрируют интерьер новой российской атомной многоцелевой субмарины — К-561 «Казань», принадлежащей к проекту 885М «Ясень-М».

19 июня
5 минут
Илья Ведмеденко

Снимки демонстрируют интерьер новой российской атомной многоцелевой субмарины — К-561 «Казань», принадлежащей к проекту 885М «Ясень-М».

19 июня
55 минут
Александр Березин

Два миллиона лет назад планета вошла в состояние крайне необычной неустойчивости. Раз за разом она стирала экосистемы Африки с лица земли, отчего наши предки снова и снова оказывались в сложном положении. Семьдесят тысяч лет назад их число сократилось в десять раз — ударил другой, совершенно неожиданный фактор. Пару сотен тысяч лет назад не только человечество, но вообще все наземные виды могли погибнуть от еще более разрушительной силы. 12,9 тысячи лет назад множество людей умерли и миллионы квадратных километров полностью выгорели из-за взрывов в атмосфере и огненного дождя. Как именно наш вид пережил все это?

Вчера, 07:35
9 минут
Мария Азарова

Китайские ученые воспроизвели модель мужской беременности млекопитающих на лабораторных крысах: результаты оказались успешными лишь отчасти, но все равно показали, что в таких случаях эмбрионы могут развиваться нормально. Мировое сообщество восприняло эксперимент с ужасом.

24 мая
23 минуты
Ольга Иванова

«Сексуальную революцию совершили задние сиденья автомобилей», – заявил в свое время американский общественный деятель Джерри Рубин. И ошибся. Раскрепощение нравов происходило задолго до появления машин, причем много раз. Оно напоминает движение маятника. Как и почему вершились «секшал революшнс» и стоим ли мы на пороге нового витка сексуальности или же нас ждет ужесточение морали? Об этом – в нашем материале.

9 июня
4 минуты
Ольга Иванова

Международная команда исследователей изучила геологию и условия существования самого большого моря в истории планеты — Паратетиса.

19 июня
5 минут
Илья Ведмеденко

Снимки демонстрируют интерьер новой российской атомной многоцелевой субмарины — К-561 «Казань», принадлежащей к проекту 885М «Ясень-М».

[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: