روش‌هاي مختلفي براي اندازه‌گيري شعاع بار پروتون وجود دارد كه نتايج متفاوتي را به نمايش مي‌گذارند. حالا يك اندازه‌گيري جديد و بهبوديافته ما را يك گام به اندازه‌گيري دقيق آن نزديكتر كرده است.
فيزيكدانان يك گام به اندازه‌گيري دقيق شعاع پروتون نزديكتر شدند
يكي از راه‌ها، پرتاب ساير ذرات باردار از پروتون و اندازه‌گيري انحرافات است. راه ديگر، بررسي نحوه تاثير بار پروتون روي رفتار الكترون در حال چرخش اطراف يك اتم هيدروژن است كه تنها شامل يك پروتون و الكترون مي‌شود. تفاوت انرژي بين مدارهاي مختلف نتيجه شعاع بار پروتون است. اگر يك الكترون از يك مدار به مدار ديگري منتقل شود، فوتوني با انرژي متناسب با آن ساطع كرده يا جذب مي‌كند. دانشمندان فوتون را اندازه‌گيري كرده و مي‌توانند به سراغ اختلاف انرژي بروند و در نهايت شعاع بار پروتون را اندازه‌گيري كنند. در ادامه اين مطلب از مجله دلتا درباره روش جديد فيزيكدانان براي اندازه‌گيري دقيق شعاع پروتون مي‌خوانيد.
در اين ميان فيزيكدانان يك كار عجيب انجام داده‌اند. آن‌‌ها الكترون را با يك معادل سنگين‌تر و تا حدودي ناپايدارتر يعني «ميون» جايگزين كردند. طبق دانسته‌هاي ما از فيزيك، ميون بايد عملكردي مشابه با الكترون داشته باشد با اين تفاوت كه سنگين‌تر است، بنابراين اگر بتوانيد ميون در حال چرخش اطراف پروتون را براي مدت كوتاهي قبل از محو شدن اندازه‌گيري كنيد، بايد بتوانيد همان مقدار را براي شعاع پروتون توليد كنيد.
اندازه‌گيري‌هاي انجام شده تفاوت‌هاي زيادي با يكديگر دارند و اين اختلاف از خطاهاي عادي در آزمايش‌ها بيشتر هستند. حالا در پژوهش جديد، آزمايش‌هاي قبلي بهبود پيدا كرده است. فيزيكدانان يك انتقال مداري خاص درون هيدروژن استاندارد متشكل از يك الكترون و پروتون را اندازه‌گيري كردند.
براي شروع دماي هيدروژن با عبور از يك نازل فلزي بسيار سرد به سمت يك محفظه خلاء كاهش پيدا كرد. با اين كار تاثيرات نويز حرارتي در اندازه‌گيري‌ها محدود مي‌شود.
بهبود دوم در پژوهش اخير مربوط به كار روي بخش فرابنفش طيف مي‌شود چرا كه طول موج كوتاه‌تر بهبود دقت را در پي دارد. فيزيكدانان طول موج فوتون‌هاي ساطع شده توسط اتم‌هاي هيدروژن را با استفاده از « شانه فركانس» اندازه‌گيري كردند كه فوتون‌ها را در فاصله‌هاي مساوي توليد مي‌كند. نتيجه اين اقدامات اندازه‌گيري انتقال مداري با ۲۰ برابر دقت بالاتر نسبت به گذشته بود.
اختلاف نتيجه ميان روش جديد و استفاده از ميون بجاي الكترون بسيار نزديك است، با اين حال همچنان نمي‌توان چنين نتايجي را بدون عيب دانست. با وجود چنين موضوعي، روش جديد نشان مي‌دهد كه يك گام به اندازه‌گيري ابعاد پروتون نزديكتر شده‌ايم.
پيشنهاد مطالعه: براي مطالعه بيشتر مطلب «كوچك ترين دستگاه ذخيره سازي اتمي دنيا ساخته شد» را بخوانيد.
همچنين بخوانيد:
ساخت مودم اينترنت كوانتومي با كمك آينه
در صورت سقوط در سياه چاله چه اتفاقي مي‌افتد؟
كوچك ترين دستگاه ذخيره سازي اتمي دنيا ساخته شد
كشف ژن پنهان درون ژن ديگر در ويروس كرونا
ستون اسرارآميز صحراي يوتا ناپديد شد
با مجله دانستني دلتا همراه باشيد