معمای اندازه‌ی پروتون

نویسنده: ذوالفقار دانشی
به‌نظر می‌رسد پروتون واقعا کوچک‌تر از آن چیزی است که تاکنون فکر می‌کردیم. سال ۲۰۱۰ (۱۳۸۹)، آزمایش‌هایی روی حالت غیرطبیعی پروتون انجام شد که نشان می‌داد ابعاد این ذره‌ی زیراتمی با دیگر مقادیر ثبت‌شده تفاوت دارد....
  به‌نظر می‌رسد پروتون واقعا کوچک‌تر از آن چیزی است که تاکنون فکر می‌کردیم. سال ۲۰۱۰ (۱۳۸۹)، آزمایش‌هایی روی حالت غیرطبیعی پروتون انجام شد که نشان می‌داد ابعاد این ذره‌ی زیراتمی با دیگر مقادیر ثبت‌شده تفاوت دارد. حال، پژوهشگران آلمانی و روس آزمایش هیجان‌انگیزی انجام داده‌اند که نتایج آن به ابعاد کوچک‌تری برای این ذره‌ی زیراتمی اشاره دارد. نتایج این آزمایش می‌تواند نخستین گام برای رازگشایی از معمایی باشد که پیرامون دقیق‌ترین اندازه‌گیری‌ها از هسته‌ی اتم و مدل استاندارد ذرات بنیادی شکل گرفته است.

ده‌ها سال است که فیزیکدانان، اندازه‌ی ذره‌ی پروتون را به دو روش برآورد کرده‌اند. فیزیکدانان اتمی با استفاده از طیف‌نگاری، انرژی تراز الکترون‌هایی را که به دور هسته‌ی اتمی می‌گردند، اندازه‌گیری می‌کنند. اندازه‌ی هسته بر این انرژی‌ها تأثیر می‌گذارد؛ هرچه هسته بزرگ‌تر باشد، زمان بیشتری طول می‌کشد تا الکترون به دور آن گردش کند. از سوی دیگر، فیزیکدانان هسته‌ای از روشی مشابه آزمایش رادرفورد (که منجر به کشف هسته‌ی اتم شد) برای تعیین ابعاد هسته‌ی اتم استفاده می‌کنند. آن‌ها باریکه‌ای از الکترون‌های پرسرعت را به اتم‌ها شلیک می‌کنند و با بررسی پراکندگی الکترون‌ها، اندازه‌ی هسته‌ی اتم را می‌سنجند. دقیق‌ترین اندازه‌گیری‌ها با استفاده از هر دو روش به نتیجه‌ی یکسانی رسیده است: شعاع پروتون ۸۷۶۸/0 فمتومتر ( هر فمتومتر معادل ۱۵-۱۰ متر) است.
 سال ۲۰۱۰ (۱۳۸۹) اما پژوهشگران انستیتو «پل شرر» در ویلیگن سوئیس، آزمایش شگفت‌انگیز و پیشگامانه‌ای انجام دادند. گروهی از فیزیکدانان به سرپرستی «رندالف پوهل» که آن زمان عضو هیئت‌علمی انستیتو مکس‌پلانک برای اپتیک کوانتومی (MPQ) بود، توانست تلاش ده‌ساله‌ای را به نتیجه برسانند و انرژی گذار را نه در هیدروژن معمولی که در شکل خاصی از هیدروژن مصنوعی به نام «هیدروژن میونی» اندازه‌گیری کنند. هیدروژن میونی، اتمی است که الکترون‌های آن با ذره‌ی دیگری به نام میون جایگزین شده باشد. میون، ذره‌ای شبیه به الکترون است که ویژگی‌های مشابه زیادی با الکترون دارد، اما ۲۰۰ برابر سنگین‌تر است. ذره‌ی سنگین‌تر زمان بیشتری را درون هسته می‌گذراند، بنابراین اندازه‌ی پروتون تأثیر بیشتری بر انرژی میون خواهد داشت....



ارسال پیام اشتراک



 
 
 Security code