Fizicienii ar putea fi cu un pas mai aproape de a rezolva misterul mărimii protonilor

Dacă protonii purtau îmbrăcăminte, eticheta ar putea citi „XXS”.

Timp de aproape un deceniu, oamenii de știință s-au certat cu privire la dimensiunea particulelor subatomice: foarte mici sau foarte foarte mici. O nouă măsurare susține afirmația că protonii sunt mai mici decât s-a crezut odinioară, raportează cercetătorii în 6 septembrie. Ştiinţă.

Până în 2010, raza protonului a fost măsurată la aproximativ 0,88 femtometre, sau milioanemimi de miliardime de metru. Dar apoi un nou tip de măsurare – bazat pe atomi exotici făcuți cu muoni, verii grei ai electronilor – s-a ciocnit cu această cifră, înregistrând o dimensiune a protonilor de aproximativ 0,84 femtometre (SN: 18/04/17).

O modalitate de a testa raza protonului este prin măsurarea separării dintre nivelurile de energie în care pot exista atomii de hidrogen – diferite stări în care electronul atomului transportă o anumită cantitate de energie. Această diferență de energie depinde de mărimea protonului.

Măsurând separarea dintre două astfel de niveluri de energie, fizicianul Eric Hessels de la Universitatea York din Toronto și colegii săi au stabilit raza la aproximativ 0,83 femtometre, în acord cu valoarea din 2010.

Rezultatul se adaugă la o grămadă mică de studii recente care au susținut un corp de proton ușor mai subțire, inclusiv o măsurare din 2017, realizată luând în considerare un set diferit de niveluri de energie în atomii de hidrogen (SN: 10/5/17), și o estimare raportată în octombrie 2018, bazată pe împrăștierea electronilor de pe protoni (SN: 11/2/18). Cu toate acestea, un studiu publicat în mai 2018 a fost împotriva tendinței de protoni subțiri, în conformitate cu valoarea inițială, mai mare, a razei.

Incapacitatea de a se stabili pe o dimensiune împiedică abilitatea cercetătorilor de a testa principiile esențiale ale fizicii, cum ar fi electrodinamica cuantică, teoria care descrie interacțiunile particulelor încărcate electric. Dar soluționarea dezbaterii nu va fi, probabil, o operație mică.