Исследователи Йоркского университета сделали точные измерения размера протона — важный шаг на пути к разгадыванию загадок, который занимает ученых всего мира за последние десятилетия.
Ученые думали, что они знали, что размер протона, но все изменилось в 2010 году, когда группа физиков измерила Протон-значение радиуса будет на четыре процента меньше, чем ожидалось, что путать стороны научного сообщества. С тех пор физики мира пытаются решить Протон-радиус головоломки-несоответствие между этими двумя Протон-радиус значения. Эта головоломка является сегодня важной нерешенной проблемой в области фундаментальной физики.
Теперь, исследованию, результаты которого опубликованы в журнале Science находит новые измерения размера протона на 0.833 femtometres, который чуть менее одной триллионной миллиметра. Это измерение составляет примерно пять процентов меньше, чем ранее принятое значение радиуса до 2010 года.
Изучение, водить исследователями факультета Йоркского университета науки, представляет новую электронов на основе измерений, насколько положительный заряд протона распространяется, и это подтверждает, что 2010 найти Протона меньше, чем считалось ранее.
«Уровень точности, необходимый для определения размеров Протона сделано это самые сложные измерения в нашей лаборатории не пробовал», — сказал почетный профессор кафедры Эрик Hessels, кафедра физики & астрономии, который возглавлял исследование.
«После восьми лет работы на этом эксперименте, мы рады запись такая высокая точность измерений, что помогает решить неуловимый Протон-радиус головоломки», — сказал Hessels.
В стремлении решить Протон-радиус головоломка имеет далеко идущие последствия для понимания законов физики, например, теории квантовой электродинамики, которая описывает, как свет и материя взаимодействуют друг с другом.
Hessels, который является международно-признанным физик и эксперт в области атомной физики, говорит, что три предыдущие исследования играют ключевую роль в попытке разрешить противоречие между электроном и мюоном на основе определения размеров Протона.
Согласно исследованию 2010 года, был впервые использован мюонный водород для определения размеров Протона, по сравнению с предыдущими экспериментами, что используется обычный водород. В то время ученые изучили экзотический атом, в котором электрон заменен на мюон тяжелее электрона кузен. В то время как в 2017 исследование с использованием водорода согласился с 2010 мюонов на основе определения радиуса заряда Протона, в 2018 эксперимента, а также использование водорода, поддерживает до 2010 года значения.
Hessels и его команда ученых провела восемь лет сосредоточена на решении Протон-радиус головоломки и понять, почему радиус протона принял на разные значения при измерении с мюонами, а не электронов.
Команда Университета Йорка изучали атомарного водорода для понимания девиантного значение, полученное от мюонного водорода. Они провели измерения с высокой точностью с использованием частоты смещения разделенных колебательных полей техника (FOSOF), который они разработали для этого измерения. Этот метод является модификацией разделены методом колебательного поля, которая была вокруг в течение почти 70 лет и выиграл Норман Ф. Рамсея Нобелевскую премию. Их измерения, используемые быстрый пучок атомов водорода создается при прохождении протонов через молекулярные мишени водорода. Этот метод позволил им сделать электрона на основе измерения радиуса протона, что является прямой аналогией мюонные измерения на основе исследования 2010. Их результат согласуется с меньшим значением, найденным в ходе исследования 2010 года.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!