Noslēpumaini Sarūkošais Protons Turpina Mīlēt Fiziķus

{h1}

Jauns eksperimentu lielums mēģina atklāt, kāpēc protonu mērījumi nesaskaita.

DENVER - protona lielums, par kuru jau sen domā, ka tas ir labi saprotams, pēc fiziķu domām, kādu laiku var palikt noslēpums.

Runājot šodien (13. aprīlī) Amerikas Fizikālās biedrības aprīļa sanāksmē, pētnieki sacīja, ka viņiem ir nepieciešami vairāk datu, lai saprastu, kāpēc jaunie protonu lieluma mērījumi nesakrīt ar vecajiem.

"Neatbilstība ir diezgan nopietna," sacīja Rankls Pohls, Maksas Plankas Kvantu optikas institūta zinātnieks. Pohls un viņa kolēģi sacīja, ka izskaidrojums ir garlaicīgs - kāds sajaucis mērījumus - vai kaut kas tāds, kas radīs jaunas fizikas teorijas. [Priecīgs fizika: stilīgākās daļiņas dabā]

Neticami sarūkošais protons

Protons ir pozitīvi lādēta daļiņa atomu kodolā, visa celtniecības bloki. Gadu mērījumi piestiprināja protonu pie 0,8768 femtometriem rādiusā (femtometrs ir miljondaļa no metra miljardās daļas).

Bet jaunā 2009. gadā izmantotā metode atrada atšķirīgu mērījumu: 0,84087 femtometri, rādiusa atšķirība par 4 procentiem.

Iepriekšējos mērījumos protonu rādiusa noteikšanai bija izmantoti elektroni, negatīvi lādētas daļiņas, kas riņķo kodolu mākonī. Lai veiktu mērījumus ar elektroniem, pētnieki var veikt vienu no divām lietām. Pirmkārt, tie var izšaut elektronus pie protoniem, lai izmērītu, kā elektroni ir novirzīti. Šī elektronu izkliedes metode sniedz ieskatu pozitīvi lādēta protona lielumā.

Alternatīva ir mēģināt panākt, lai elektrons kustētos. Elektroni, kas zing ap atoma kodolu, kur atrodas protoni, dažādos līmeņos, kurus sauc par orbitāļiem. Viņi var pāriet no orbītas uz orbitāli, palielinot vai samazinot enerģiju, ko elektroni dara, pazaudējot vai iegūstot elementāru gaismas daļiņu, ko sauc par fotonu. Enerģijas daudzums, kas nepieciešams, lai ievilktu elektronu no orbitālas uz orbitāli, fiziķiem norāda, cik lielu protonu velk, tātad protona izmēru.

Pohls un viņa kolēģi protona mērījumos nemaz neizmantoja elektronus. Tā vietā viņi vērsās pie citas negatīvi lādētas daļiņas, ko sauc par muonu. Muons ir 200 reizes smagāks par elektronu, tāpēc tas ap orbitu riņķo 200 reizes tuvāk. Šis aizmetnis ļauj zinātniekiem vieglāk prognozēt, kurā orbitālajā musonā atrodas, un tādējādi ir daudz jutīgāks protona lieluma mērs.

"Muons atrodas tuvāk protonam, un tam ir labāks skats," sacīja Pohls.

Iespējamie skaidrojumi

Šie jūtīgie muonu mērījumi ir tie, kas deva protona rādiusam mazāku rezultātu, nekā gaidīts, un tas bija pilnīgi negaidīts atklājums, sacīja Pohls. Tagad fiziķi sacenšas, lai izskaidrotu neatbilstības.

Viena iespēja ir, ka mērījumi ir vienkārši nepareizi. Pohls sacīja, ka šis "garlaicīgais izskaidrojums" ir visticamākais, taču ne visi fiziķi tam piekrīt.

"Es teiktu, ka tā nav eksperimentālā puse," sacīja Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta fiziķis Jans Bernauers.

Bernauers sacīja, ka uz elektroniem balstīti mērījumi ir vairākkārt atkārtoti un ir labi saprotami, un muonu eksperimentiem ir tāda priekšrocība, ka, ja tie tiek izdarīti nepareizi, tie nemaz nesniedz rezultātus.

Ja izrādās, ka eksperimentālā kļūda nav vainīgais, var rasties dažas aprēķina problēmas, "tāpēc mēs faktiski zinām visu, kas notiek, bet mēs vienkārši to neaprēķinām pareizi," žurnālistiem sacīja Bernauers.

Pats aizraujošākais, ka neatbilstība varētu atklāt kādu jaunu fiziku, ko neizskaidro dominējošā fizikas teorija - standarta modelis. Varbūt ir kaut kas nezināms par to, kā muoni un elektroni mijiedarbojas ar citām daļiņām, sacīja Džons Arringtons, Ilinoisas Argonnas Nacionālās laboratorijas fiziķis. [Vītā fizika: 7 prātu aizraujoši atradumi]

Viena iespēja ir tāda, ka fotoni nav vienīgās daļiņas, kas pārvieto spēkus starp daļiņām - iespējams, maisījumā ir nezināma daļiņa, kas izraisa protonu mērījumu neatbilstības.

Nākamie soļi

Lai uzzinātu, kas notiek, fiziķi sāk jaunu eksperimentu komplektu vairākās laboratorijās. Viens no galvenajiem pētījumu virzieniem ir elektronu izkliedes eksperimentu pārbaude, lai pārliecinātos, vai tie ir izdarīti pareizi un vai visi aspekti ir saprotami, sacīja Arringtons.

Vēl viens mērķis ir atkārtot izkliedes eksperimentus, bet tā vietā, lai šautu elektronus pie protoniem, viņi šaus mūonus pie protoniem. Šis projekts, Muona izkliedes eksperiments jeb MUSE, ir paredzēts Paula Šerrera institūtā Šveicē. Iekārtas tur ļaus pētniekiem vienlaikus izmērīt elektronu un muonu izkliedi vienā eksperimentā.

"Cerība ir tāda, ka elektronu izkliedes pusē mēs būsim vēlreiz pārbaudījuši visas lietas, kas šajos mērījumos izaicina," sacīja Arringtons. "Ja mums joprojām ir šī neatbilstība, mēs varēsim aizpildīt šo pēdējo lodziņu un aplūkot muonu izkliedi un redzēt neatkarīgi no tā, kā jūs veicat mērījumu, vai elektroni un muoni dod jums kaut ko atšķirīgu?"

Plāns ir sākt vākt datus šajā eksperimentā 2015. vai 2016. gadā, sacīja Arringtons, ar to saprotot, ka protona izmērs nedaudz ilgāk paliks bez traucējumiem.

"Tas nav viegli," sacīja Arringtons. "Mēs ceram to izdarīt nedaudz mazāk kā 10 gadu laikā, bet varbūt mēs esam optimistiski."

Sekojiet Stephanie Pappas on Twitter un . Seko mums @wordssidekick, Facebook . Oriģināls raksts vietnē WordsSideKick.com.

Noslēpumaini Sarūkošais Protons Turpina Mīlēt Fiziķus


Video Papildinājums: .




Pētniecība


Kāpēc Winchester Mystery House Kāpnes Ved Nekur Tālu?
Kāpēc Winchester Mystery House Kāpnes Ved Nekur Tālu?

Zems Libido? Jaunākais Iekāres Pazeminājums
Zems Libido? Jaunākais Iekāres Pazeminājums

Zinātne Ziņas


Bērna Piedzimšana: Grūtniecības Posmi
Bērna Piedzimšana: Grūtniecības Posmi

Strauji Augošs Bpa Līmenis Atrodams Cilvēkiem, Kuri Ēd Konservus
Strauji Augošs Bpa Līmenis Atrodams Cilvēkiem, Kuri Ēd Konservus

Kas Jūs Atšķir No Šimpanzēm
Kas Jūs Atšķir No Šimpanzēm

“Svešzemju” Haizivs Ar Gobliniem Līdzīgiem Žokļiem Izvilkts No Dziļās Jūras
“Svešzemju” Haizivs Ar Gobliniem Līdzīgiem Žokļiem Izvilkts No Dziļās Jūras

72 000 Mārītes Izlaistas Mall Of America
72 000 Mārītes Izlaistas Mall Of America


LV.WordsSideKick.com
Visas Tiesības Aizsargātas!
Pavairošana Materiālu Atļauts Tikai Prostanovkoy Aktīvu Saiti Uz Vietni LV.WordsSideKick.com

© 2005–2024 LV.WordsSideKick.com