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:困扰物理学界十年难题终获解: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,向解决过去10年来一直困扰物理学家的质子半径之谜迈出了关键一步。解决你你这些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。

  科学家们原以为当.我 知道质子的大小,但2010年,一一一两个多 多物理学家团队测量到质子半径比预期小4%,这让当.我 困惑不已。至此,研究人员就一直在努力解决你你这些个 多质子半径值不一样的难题,这也是当今基础物理学界一一一两个多 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,当.我 研究了三种奇特的原子——其中电子被一一一两个多 多μ介子(电子较重的“表亲”)取代。2017年,科学家使用甲烷气体测得的结果与2010年测得的结果一致;而2018年一项同样使用甲烷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,约克大学科科人学院的研究人员提出了三种基于电子的新测量法律法律法律依据,来测量质子的正电荷延伸了多远。当.我 利用个人开发的频偏分离振荡场技术进行了高精度测量。当.我 在测量中使用了一束快速氢原子束(由质子通过分子甲烷气体靶产生),新法律法律法律依据使当.我 不不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,不可以了万亿分之一毫米,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,让本次测量成为当.我 实验室尝试过的最困难的一次。经过8年研究,当.我 终于做到了。”