凯旋门线上;精准测量表明质子又“瘦了”

阅读: 8 发表于 2019-11-09 02:34

 

  科技日报北京11月7日电 (记者刘霞)美国科学家在最新一期《自然》杂志撰文称,凯旋门线上;他们借助一种电子散射新方法,对质子半径停止了极为切确的测量,得到新值0.831飞米,小于此前其他电子散射方法测得的0.88飞米,且新值与科学家比来通过μ介子原子光谱法测得的结果相吻合。

  据物理学家组织网6日报道,最新实验由PRad协作组在美国能源部托马斯·杰斐逊国家加速器实验室内停止,该实验发言人阿肖特·加斯帕里安说:“最新结果对处理所谓的‘质子半径’难题至关重要。”

  质子由3个夸克组成,位于原子的心脏地带。只管其无所不在,但仍身负诸多奥妙,目前有大量实验旨在提醒其“庐山真面目”,此中包孕测得其切确的大小。

  2010年之前,质子半径最切确测量来自两种差别的实验方法:电子散射实验和原子光谱测量,这两种方法得出的质子半径约0.88飞米(1飞米=10-15米)。但在2010年,有科学家颁布颁发,他们借助一种新方法——用电子较重的“表兄弟”μ介子代替电子制造出人造氢原子,然后测量该氢原子的光谱,推断出质子半径为0.84飞米。

  这种纷歧致就是加斯帕里安所谓的“质子半径”难题,这也是当今物理学界一个重要的未解之谜。有鉴于此,2012年,由加斯帕里安向导的协作组,希望对电子散射方法停止改进,从而对质子的电荷半径停止更切确测量。

  在最新实验中,他们研发了3种新手艺来改进电子散射方法测量质子半径,大大进步了实验精度。他们体现,因为采用新方法,得到的结果十分奇特。他们也期待与新光谱得到的值以及环球正在停止的电子和μ轻子散射测量结果做个比较。

  PRad合作组结合发言人高海燕称,他们方案接下来利用新实验方法更切确测量氘核和氘核的半径,“我们很有可能将测量精度进步两倍乃至更多”。

  总编纂圈点

  质子被发现已逾百年,很长工夫以来,科学家都认为他们知道质子的大小,但2010年后他们又困惑了——质子半径纷歧样的难题,迄今未解。这种争议,实质上也是一种前进,由于只要更前辈的测量,能力发现质子切实并没有一个分明的物理界限,它与我们在宏不都雅世界中看到的那些球体都差别。但处理这一难题,却对了解物理定律意义严重,由于我们能够更好地描述光和物质若何彼此作用,并完满量子电动力学实践。

(责编:赵竹青、吕骞)

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