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现象终获解: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,向解决过去10年来总是困扰物理学家的质子半径之谜迈出了关键一步。解决你这名 谜团对理解物理定律意义重大,比如描述光和物质怎么才能 才能 相互作用的量子电动力学理论。

  科学家们原以为他们 知道质子的大小,但2010年,1个多物理学家团队测量到质子半径比预期小4%,这让他们 困惑不已。至此,研究人员就总是在努力解决这名 1个多质子半径值不一样的大现象,这也是当今基础物理学界1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,他们 研究了这名 奇特的原子——其中电子被1个多μ介子(电子较重的“表亲”)取代。2017年,科学家使用二氧化碳气体测得的结果与2010年测得的结果一致;而2018年一项同样使用二氧化碳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,约克大学科学学院的研究人员提出了这名 基于电子的新测量妙招,来测量质子的正电荷延伸了多远。他们 利用此人 开发的频偏分离振荡场技术进行了高精度测量。他们 在测量中使用了一束快速氢原子束(由质子通过分子二氧化碳气体靶产生),新妙招使他们 不需要 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,不需要 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,让本次测量成为他们 实验室尝试过的最困难的一次。经过8年研究,他们 终于做到了。”