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质子半径精确到0.833飞米

时间:2019-09-23

&英国研究人员准确测量了质子半径:0.833 fm,这是解决过去10年困扰物理学家的神秘面纱的关键一步。解开这个谜团对于理解物理定律具有重要意义,例如量子电动力学,它描述了光与物质的相互作用。

&Am; & & & &科学家们认为他们知道质子的大小,但在2010年,一组物理学家测量质子的半径比预期的小4%,这使他们感到困惑。到目前为止,研究人员一直在努力解决这两个质子不同半径值的问题,这也是基础物理学领域中一个重要的未解之谜。

& & & & &之前使用普通氢测量质子半径,并在2010年科学家首先使用μ子氢来确定质子大小。那时,他们研究了一个奇怪的原子,其中电子被μ子(一种较重的电子表兄弟)取代。 2017年,科学家使用氢气测量结果与2010年获得的结果一致;在2018年,使用氢气的类似实验产生的结果与2010年之前的结果相当。

&& amp;的最新研究; & & & NBSP; NBSP;约克郡大学科学院的研究人员提出了一种基于电子的新测量方法来测量质子正电荷的延伸范围。他们使用自己开发的频率偏移分离振荡场技术来测量高精度。他们使用快速的氢原子束(由质子通过分子氢靶产生)来测量基于μ子的质子半径,这与2010年的结果相当。

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp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:“确定质子大小所需的精确度,让本次测量成为我们实验室尝试过的最困难的一次。经过8年研究,我们终于做到了。”(记者刘霞)

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