不到万亿分之一毫米!质子半径精确到0.833飞米

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  科技日报讯 (记者刘霞)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年来一个劲 困扰物理学家的质子半径之谜迈出了关键一步。正确处理这种 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。

  科学家们原以为亲戚亲戚我们都都知道质子的大小,但2010年,另俩个 物理学家团队测量到质子半径比预期小4%,这让亲戚亲戚我们都都困惑不已。至此,研究人员就一个劲 在努力正确处理这种 个 质子半径值不一样的大大问题 ,这也是当今基础物理学界另俩个 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介子氢来选则质子大小。当时,亲戚亲戚我们都都研究了两种生活奇特的原子——其中电子被另俩个 μ介子(电子较重的“表亲”)取代。2017年,科学家使用氢气测得的结果与2010年测得的结果一致;而2018年一项同样使用氢气的实验获得的结果则与2010年前的数值相当。

  在最新研究中,约克大学科学是院的研究人员提出了两种生活基于电子的新测量办法,来测量质子的正电荷延伸了多远。亲戚亲戚我们都都利用我本人开发的频偏分离振荡场技术进行了高精度测量。亲戚亲戚我们都都在测量中使用了一束快速氢原子束(由质子通过分子氢气靶产生),新办法使亲戚亲戚我们都都能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,没法万亿分之一毫米,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:“选则质子大小所需的精确度,让本次测量成为亲戚亲戚亲戚我们都都实验室尝试过的最困难的一次。经过8年研究,亲戚亲戚亲戚我们都都终于做到了。”

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