Две группы физиков независимо подтвердили, что радиус протона составляет 0,84 фемтометра. Новые данные закрыли многолетний спор.
Физики разрешили загадку, которая длилась 16 лет. Радиус протона — фундаментальной частицы, входящей в ядро атома, — составляет 0,84 фемтометра (фм). Для сравнения: до 2010 года ученые полагали, что он равен примерно 0,88 фм.
Разница кажется крошечной, но она взволновала научный мир. В 2010 году эксперимент показал, что протон может быть меньше на 4%. Специалисты искали ошибки в измерениях и даже предлагали новые физические теории. В 2019 году другой эксперимент подтвердил аномалию. Теперь два свежих исследования, проведенные разными методами, сошлись на значении 0,84 фм.
Ученые использовали атомы водорода — простейшую систему из одного протона и одного электрона. Они управляли переходами электрона между энергетическими уровнями с помощью высокоточных лазеров. Для чистоты эксперимента атомы поместили в идеальный вакуум. Зная, как размер протона влияет на энергию электрона, физики вычислили радиус.
Точное значение радиуса протона важно не только для фундаментальной физики. Оно помогает в поиске новых сверхлегких элементарных частиц. В то время как большие ускорители ищут тяжелые частицы, лазерные эксперименты на атоме водорода способны засечь крайне легкие объекты, которые предсказывают некоторые теории.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Читать далее:
Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу
Испытания ракеты Starship Илона Маска вновь закончились взрывом в небе
Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды
Обложка: freepik
