Невероятный протон сокращения?

Возможно, рецессия виновата. Самое точное измерение, когда-либо сделанное из радиуса протона, показывает, что субатомная частица на 4% меньше, чем ранее мысль. Это — большая проблема для физиков, потому что теория раньше выводила размер — квантовая электродинамика (ЧТО И ТРЕБОВАЛОСЬ ДОКАЗАТЬ) — является самой точной в физике и оказалась точной нескольким сотням миллионных частей процента при определенных обстоятельствах.

«Самый изящный раствор состоял бы в том, что существует просчет в там где-нибудь, но теоретики говорят нам, что все прекрасно», говорит Рандольф Поль, экспериментатор в Макс. Планке Институте Квантовой Оптики в Гархинге, Германия и первом авторе на исследовании. Но некоторые теоретики говорят, что проблема может не состоять в том, что протон меньше, чем считалось, но что они действительно не понимают то, что продолжается в нем.

Вместо того, чтобы измерять радиус протона непосредственно, международная бригада 32 физиков вывела его более точно путем измерения энергетических уровней в странном типе водорода. Обычный атом водорода состоит из тонкого электрона, связанного с раскормленным протоном. Электрон может занять различные подобные облаку квантовые состояния, названные орбиталями, дающими вероятность нахождения его в каком-то конкретном месте. Каждая орбиталь имеет точную энергию, и на первый взгляд некоторые орбитали должны иметь точно ту же энергию.

Но в 1947, американские физики Уиллис Лэмб и Роберт Ретэрфорд обнаружили, что две таких «выродившихся» орбитали фактически имели очень немного отличающиеся энергии. Различие, названное «Изменением Лэмба», появляется из-за квантовых колебаний электромагнитного поля, связывающего электрон с протоном как знаменитый теоретик Ханс Безэ, скоро объясненный. Вычисление Безэ было ключевым первым шагом к полностью квант механическая теория электромагнитного поля, ЧТО И ТРЕБОВАЛОСЬ ДОКАЗАТЬ, тем не менее самые точные и точные физики теории когда-либо развивались.

Pohl и коллеги провели 10 лет, пытаясь проверить пределы той точности по-новому. Используя ускоритель частиц в Институте Пола Шеррера в Villigen, Швейцария, они генерировали атомы водорода, в которых они заменили электрон мюоном, частица, в 207 раз более крупная, который длится в течение только 2 микросекунд перед распадом. Они использовали систему лазера высокой точности для измерения изменения Лэмба в «мюонных водородных» атомах.

Поскольку мюон является настолько крупным, он колеблется ближе к протону, чем электрон делает и исследует различные проявления квантовых колебаний. Принимая во внимание, что колебания перебрасывают электрон и эффективно мажут его в разбросанное облако нагрузки, колебания мюонного водорода имеют тенденцию поляризовать пустое место в атоме и создавать еще большее изменение Лэмба.

Когда Pohl и коллеги измерили изменение Лэмба в мюонном водороде, однако, результат был еще больше, чем ожидаемый от данных от обычного водорода, объединенного со ЧТО И ТРЕБОВАЛОСЬ ДОКАЗАТЬ вычислениями, они сообщают в завтрашней проблеме Природы. Размер изменения зависит от радиуса протона, и бригада извлекает значение 0,84184 миллионных частей миллимикрона — на 4% меньший, чем предыдущая оценка на основе исследований обычного водорода.

Так является ЧТО И ТРЕБОВАЛОСЬ ДОКАЗАТЬ дефектным? Вряд ли говорит Рудольф Фостов, теоретик в Российской академии наук в Москве. Он отмечает, что протон является фактически массой загрязнения частиц, названных кварком и глюонами, все скрепляемые так называемой существенной силой. Та внутренняя сложность, Фаустов говорит, мешает физикам обращаться точно с электромагнитной силой между протоном и мюоном в их вычислениях. «Не совсем ясно, как отделить эти взаимодействия», говорит он. В частности он говорит, физикам, вероятно, придется пересмотреть, как мюон влияет на протон.

Результат может даже указать на новую физику, говорит Кшиштоф Пэчаки, теоретик в университете Варшавы. Благодаря квантовым колебаниям протон переполнен из пар антикварка кварка, мелькающих в и из существования. Если бы протон также содержал много пар электронного позитрона, то они увеличили бы поляризацию пространства с мюонным атомом и решили бы несоответствие в изменении Лэмба без потребности пересмотреть значение учебника радиуса протона, говорит Пэчаки. «Это было бы первой вещью, которую я проверю».

Добавить комментарий