В 1990-х считалось, что протоны имеют размер 0,88 фемтометра (фемтометр равен одной квадриллионной части метра). Но новое исследование Боннского университета и Технического университета Дармштадта предполагает, что протоны, вероятно, на самом деле меньше, чем предполагалось ранее.
Физики создали метод, который позволяет анализировать результаты более старых экспериментов гораздо точнее, чем раньше. Это привело их к пониманию того, что протон имеет гораздо меньший радиус — всего 0,84 фемтометра.
«Наши анализы показывают, что разницы между старыми и новыми измеренными значениями вообще не существует. Вместо этого более старые значения были подвержены систематической ошибке, которая до сих пор была значительно занижена», — рассказал профессор Ульф Мейснер из Института радиационной и ядерной физики им. Гельмгольца Боннского университета.
Упругое рассеяние — один из способов определения радиуса протона. Он включает бомбардировку пучком электронов протона в ускорителе. Когда электрон сталкивается с протоном, оба изменяют направление своего движения. Чем больше протон, тем чаще происходят такие столкновения. Следовательно, его расширение можно рассчитать по типу и степени рассеяния.
«Чем выше скорость электронного луча, тем точнее измерения. Однако это также увеличивает риск того, что электрон и протон сформируют новые частицы при столкновении. При высоких скоростях или энергиях это происходит все чаще», — уточнил Мейснер.
«В свою очередь, случаи упругого рассеяния становятся все реже. Поэтому для измерения размера протона до сих пор использовались только данные ускорителей, в которых электроны имели относительно низкую энергию», — рассказал ученый.
«Мы разработали теоретическую основу, с помощью которой такие события также можно использовать для расчета радиуса протона. Это позволяет нам учитывать данные, которые до сих пор не учитывались», — добавил профессор доктор Ханс-Вернер Хаммер из Технического университета Дармштадта.
Этот метод также предлагает новое понимание тонкой структуры протонов и их незаряженных «братьев» и «сестер» — нейтронов.
Читать далее
НАСА предлагает посмотреть фото, которое «Хаббл» снял в ваш день рождения
Эксперты заявили, что на спутниковые снимки попал истребитель шестого поколения