【質子比我們想像的更小】

江南布衣

【質子比我們想像的更小】

 

 

測量的羔羊在muonic氫轉移

質子的半徑明顯小於先前認為，誰也說物理學家測量到最準確的呢。

 

令人驚奇的結果，得到了學習“ muonic “氫中的電子被替換為更重介子。

 

這一發現可能意味著，物理學家必須重新考慮如何運用理論，量子電動力學（ QED技術） -

 

甚至是理論本身需要進行大修。

 

質子包含三個夸克受指控的強大力量，它的半徑定義為距離有電荷密度下降低於一定值。

 

半徑測量了兩種主要方式- 由散射電子從氫和前瞻性非常密切的差異在一定能級的氫原子稱為羔羊的轉變。

 

直到最近，最樂觀估計的質子與萬分之一半徑為0.877 0.007調頻的不確定性

 

這羔羊轉變是一個結果之間的相互作用的電子和質子的夸克組成的量子電動力學描述。

 

這些相互作用略有不同的電子佔領2S級和2P能級和由此產生的能量轉移，部分取決於半徑的質子。

 

越是任務重，更好地然而，在muonic氫羔羊轉變是更依賴於質子半徑，因為更重介子花費更多的時間非常接近的 - 而且往往在-質子本身。

 

現在，一個國際研究小組領導的蘭道夫波爾在馬克斯普朗克量子光學研究所加興市，德國測量羔羊在muonic氫轉變為首次發現質子半徑為0.8418 0.0007調頻調頻不確定性。

 

雖然這是迄今為止最精確的測量日期，它是在引人注目的分歧與以前的測量，以及正在酒吧外的錯誤早期結果。

 

研究小組測量了使用質子加速器的轉變在瑞士保羅謝勒研究所創建的介子束，這是當時發射了氫氣。每當一個μ子與氫分子的碰撞，它的分子敲除，並取代電子製造muonic氫氣。

 

約 1 ％的時間在發現自己的介子在2S型國家，在那裡可以被激發到2P的國家吸收一個光子從激光脈衝。然後衰變的2P的狀態與發射的X射線。

 

 

複雜的計算

通過計算有多少這樣的X射線掃描時的頻率的激光脈衝，團隊可以使一個非常精確的測量光子的能量進行驅動2S級- 2P的過渡。

 

這是然後反饋到一個複雜的量子電動力學計算得到的質子的半徑。

 

波爾告訴 physicsworld.com 該團隊一直對測量，在過去 12年，獲得了第一個露出端倪的異常結果大約 6年前。

 

從那時起，研究人員已經審查，重複和改善他們的測量，使他們有信心，結果是正確的。

 

據傑夫花了英國國家物理實驗室有三種可能的解釋的差異。

 

最可能的是，量子電動力學是正確的，但已被誤用在他描述為一個“非常困難的計算“ 。

 

另外有一個問題與實驗- 但花朵，誰沒有參與測量，認為波爾的團隊已經做了出色的工作。

 

最有可能- 但最令人興奮的解釋- 根據花的是，有什麼不妥QED技術。

 

 

'大哲學改變物理學家

儘管QED系統建立在數學基礎薄弱，它一直非常成功地預測實驗結果。

 

量子電動力學的變化將是巨大的哲學變革的物理學家“，說花。

 

結果已經引起了小雪的實驗和理論活動，一些物理學家仔細重做蘭姆移位計算，有的則試圖改善電子基礎測量了質子半徑。

 

同時，波爾的團隊會重複其實驗，做一系列新的測量對muonic氦測量半徑的氦核。

 

這項研究是描述 性質。

 

關於作者

麥約翰斯頓 是主編 physicsworld.com

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/43128