новости бизнеса
компании и предприятия
нефтехимические компании
продукция / логистика
торговый центр
ChemIndex
новости науки
работа для химиков
химические выставки
лабораторное оборудование
химические реактивы
расширенный поиск
каталог ресурсов
электронный справочник
авторефераты
форум химиков
подписка / опросы
проекты / о нас


контакты
поиск
   

Новости химической науки > Радиус протона пересмотрен и уменьшен


3.2.2013
средняя оценка статьи - 4.3 (10 оценок) Подписаться на RSS

Пожалуй, только в физике величины порядка одной квинитильонной (10–18) метра могут стать предметом искреннего восхищения. Результаты новых измерений говорят о том, что радиус протона на 4 процента метра меньше, чем это можно было предположить на основании экспериментов, проведенных ранее.

Результаты нового исследования дают возможность физикам со сдержанным оптимизмом говорить, что результаты новых экспериментов могут стать теоретической базой для обнаружения новых частиц или новых типов физических взаимодействий.



Результаты экспериментов говорят о том, что радиус протона меньше на 4% прежних оценок.

В течение многих лет для определения размера протона физики использовали два косвенных метода. Один из методов основан на бомбардировке протонов пучком электронов и измерении расстояния, на которое отражаются электроны. Помимо этого, радиус протона можно определить, изучая поведение электрона в атоме водорода. Атом подвергается воздействию лазерного излучения, при этом электрон перемещается на более высокий энергетический уровень, нахождение на котором неустойчиво, в результате возвращения электрона на более низкую и устойчивую по энергии орбиту происходит испускание рентгеновского излучения, частота колебаний которого зависит от размеров протона. Результаты, полученные с применением обоих описанных выше методов хорошо согласовывались между собой и позволяли утверждать, что радиус протона составляет 0,88 фемтометров (0,88˙10–15 м).

В достоверности результатов этих измерений никто не сомневался до 2010 года, момента, когда физик Альдо Антоньини (Aldo Antognini) из Цюриха и члены его исследовательской группы разработали новую методику определения размеров протона. Они взяли систему, максимально напоминающую атом водорода за тем исключением, что в пространстве около протона в этой системе двигались не электроны, а мюоны – отрицательно заряженные частицы, масса которых в 200 раз превышает массу электрона, что позволило исследователям сделать поведение мюонов в большей степени зависимым от размеров ядра этого мюонного атома – протона. После измерения параметров рентгеновского излучения, образующегося при переходе мюонов с одного энергетического состояния на другое исследователи из группы Антоньини вычислили, что радиус протона составляет 0,84 фемтометра – на 4% меньше прежних оценок.

Спустя два с половиной года после пилотных экспериментов исследователи снова изучили мюонный водород и измерили параметры рентгеновского излучения, которым сопровождаются переходы с других энергетических уровней атома, тех, которые не рассматривались в экспериментах 2010 года. Результаты нового исследования привели к тому же «старому» (от 2010 года) результату – радиус протона меньше хрестоматийного значения в 0,88 фемтометров. Воспроизведение результата, исключение в эксперименте 2012 года некоторого типа систематических ошибок, которые моги проявляться в эксперименте 2010 года, а также снижение по сравнению с 2010 годом фактора неопределенности измерений на 40% позволяют в полной мере утверждать, что результаты измерений воспроизводятся, а подход к измерениям был лишен систематических ошибок.

В настоящее время результаты работы Антоньини бурно обсуждаются физиками-теоретиками, которые пытаются найти подвох в замене «электронного» водорода на «мюонный» водород. Кое-кто, видимо из-за желания сохранить объемы протона неизменными, начинает переписывать стандартную модель элементарных частиц – в соответствии с ней электрон и отрицательно заряженный мюон различаются только значениями массы, однако теоретики уже высказывают предположение о существовании новых, еще не обнаруженных элементарных частиц, которые взаимодействую только с мюонами, но не взаимодействуют с электронами.

Однако, как известно, критерий истинности – практика, и выкладки теоретиков, скорее всего, можно будет проверить через пару-тройку лет с появлением нового, независимого метода определения размеров протона. В настоящее время Джон Аррингтон (John Arrington) разрабатывает такую методику, основанную на бомбардировке протонов мюонным лучом, надеясь, в итоге, какой же результат верен – 0,88 или 0,84 фемтометра.

Источник: Science, 2013; doi: 10.1126/science.1230016.

метки статьи: #природа химической связи, #радиохимия и химия высоких энергий, #строение атомного ядра

оценить статью: 12345
Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru
Комментарии к статье:
Ваше имя
Ваш e-mail, чтобы следить за обсуждением
   
Комментарий

Символ пятого P-элемента в табл. Менделеева
(латиницей, одной заглавной буквой):
   
 


Вы читаете текст статьи "Радиус протона пересмотрен и уменьшен"
Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru

Все новости



Новости компаний

Все новости


© ChemPort.Ru, MMII-MMXX
Контактная информация