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:困扰物理学界十年问题报告 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,向补救过去10年来时不时困扰物理学家的质子半径之谜迈出了关键一步。补救这名谜团对理解物理定律意义重大,比如描述光和物质何如相互作用的量子电动力学理论。

  科学家们原以为大伙知道质子的大小,但2010年,一个多多多多物理学家团队测量到质子半径比预期小4%,这让大伙困惑不已。至此,研究人员就时不时在努力补救这名一个多多多多质子半径值不一样的问题报告 ,这也是当今基础物理学界一个多多多多重要的未解之谜。

  此前测量质子半径使用普通的氢,2010年科学家首次使用μ介子氢来选取质子大小。当时,大伙研究了四种 奇特的原子——其中电子被一个多多多多μ介子(电子较重的“表亲”)取代。2017年,科学家使用乙炔汽体体测得的结果与2010年测得的结果一致;而2018年一项同样使用乙炔汽体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四种 基于电子的新测量土最好的措施,来测量质子的正电荷延伸了多远。大伙利用另一方开发的频偏分离振荡场技术进行了高精度测量。大伙在测量中使用了一束快速氢原子束(由质子通过分子乙炔汽体体靶产生),新土最好的措施使大伙才能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,不到万亿分之一毫米,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:“选取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。”