Proton mniejszy niż myślano?
Dodane przez The_Labochem dnia Lipiec 27 2010 12:45:49
Jedna z atomowych "cegiełek" budujących wszechświat, proton, okazuje się być mniejsza niż wcześniej sądzono. Dowiódł tego eksperymentalnie międzynarodowy zespół uczonych, o czym poinformowano w "Nature". Nowy wynik badania stanowi wyzwanie dla teoretyków fizyki, wymaga bowiem potwierdzenia lub wykazania błędu pomiaru.
Promień protonu jest o cztery procent mniejszy, niż dotąd uważano - wskazują nowe badania. Jeśli doniesienie uda się potwierdzić, może się ono stać wyzwaniem dla współcześnie obowiązującej teorii, stanowiącej podstawę m.in. elektrodynamiki kwantowej (opisującej oddziaływanie elektromagnetyczne, wykorzystywane w wielu urządzeniach elektronicznych).
Protony wraz z neutronami tworzą jądra atomowe pierwiastków. Na nowo promień protonu zmierzył międzynarodowy zespół 32 fizyków, kierowany przez Randolfa Pohla z niemieckiego Instytutu im. Maxa Plancka. Naukowcy ci zaczęli swe prace, aby raczej "potwierdzić wiadome", niż powodować zamieszanie w ustalonej od lat teorii. Chodzi np. o tzw. model standardowy, na którym opiera się większość współczesnej teorii fizyki. W praktyce model standardowy pozwala tłumaczyć zasadę działania telefonów, rezonansu magnetycznego, laserów itp.
Nowe badania prowadzono na atomach wodoru, stanowiących od dawna coś w rodzaju punktu odniesienia podczas pomiaru protonów. Przewaga wodoru nad innymi pierwiastkami polega na jego prostocie: atom wodoru buduje bowiem tylko jeden elektron, krążący wokół jednego protonu. Pomiar przeprowadzono w szwajcarskim Instytucie Paula Scherrera. Uzyskano w nim co najmniej 10 razy bardziej dokładną wartość długości promienia protonu, niż w podobnych, wcześniejszych eksperymentach. Dokładność uzyskano, dzięki zastąpieniu obecnego w atomie wodoru elektronu - mionem. Jest to cząstka o wiele mniejsza, ale jednocześnie ponad 200 razy cięższa niż elektron. Fakt, iż mion posiada większą niż elektron masę sprawia, że krąży o wiele bliżej jądra atomu. Owa bliskość zwiększa siłę oddziaływania mionu z protonem i pozwala na dokładniejsze pomiary.
Problemem jest jednak fakt, że miony "żyją" zaledwie ok. dwóch milionowych części sekundy. Eksperyment z ich wykorzystaniem jeszcze do niedawna nie był wykonalny z technicznego punktu widzenia.
Prof. Anthony Thomas z Uniwersytetu Adelajdy uważa ten eksperyment za "niezwykły" - czytamy w serwisie "News in Science".
"Już samo wprowadzenie mionu na elektronową orbitę jest niesamowitą historią" - zaznacza Thomas. Według niego jest jednak za wcześnie, aby stwierdzić, na ile nowy wynik pomiaru protonu wpłynie na podejście do modelu standardowego w fizyce cząsteczek. Wynik należy jeszcze potwierdzić albo dowieść jego fałszywość. Mają w tym pomóc doświadczenia, planowane na "mionowym" atomie helu. (PAP) (www.odkrywcy.pl)