困扰物理学界十年终获解:质子半径精确到0.833飞米

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  原标题:困扰物理学界十年大问题终获解:质子半径精确到0.833飞米

  据物理学家组织网近日报道,英国研究人员精确测量出了质子半径:0.833飞米,向正确处理过去10年来突然 困扰物理学家的质子半径之谜迈出了关键一步。正确处理这俩谜团对理解物理定律意义重大,比如描述光和物质如可相互作用的量子电动力学理论。

  科学家们原以为大伙儿知道质子的大小,但2010年,有有一个 多物理学家团队测量到质子半径比预期小4%,这让大伙儿困惑不已。至此,研究人员就突然 在努力正确处理这俩有有一个 多质子半径值不一样的大问题,这也是当今基础物理学界有有一个 多重要的未解之谜。

  此前测量质子半径使用普通的氢,2010年科学家首次使用μ介子氢来选用质子大小。当时,大伙儿研究了本身奇特的原子——其中电子被有有一个 多μ介子(电子较重的“表亲”)取代。2017年,科学家使用氯化氢气体测得的结果与2010年测得的结果一致;而2018年一项同样使用氯化氢气体的实验获得的结果则与2010年前的数值相当。

  在最新研究中,约克大学科学得院的研究人员提出了本身基于电子的新测量最好的措施,来测量质子的正电荷延伸了多远。大伙儿利用自己开发的频偏分离振荡场技术进行了高精度测量。大伙儿在测量中使用了一束快速氢原子束(由质子通过分子氯化氢气体靶产生),新最好的措施使大伙儿可以对质子半径进行基于μ介子的测量,与2010年的测量结果相当。

  本次测量得到的质子半径为0.833飞米,能可以 万亿分之一毫米,比2010年前普遍认为的半径值约小5%。研究负责人、物理与天文学系的埃里克•海瑟尔斯教授说:“选用质子大小所需的精确度,让本次测量成为大伙儿实验室尝试过的最困难的一次。经过8年研究,大伙儿终于做到了。”