Протон слегка «полегчал»

Более точное измерение массы протона дало значение, которое ниже общепринятого на 3×10¯⁸ %. Измерения были проведены группой Свена Штурма из Института ядерной физики Общества Макса Планка (Германия). Новое значение было получено путём прямого сравнения массы протона с массой иона углерода-12.

масса протона

Обычно сверхточные измерения массы протона проводятся при помощи так называемой ловушки Пеннинга — сложной конфигурации электрического и магнитного поля, в которых удерживаются протоны. В такой ловушке протон совершает небольшие колебания вблизи точки равновесия и одновременно движется по спирали вокруг линий магнитного поля. Измеряя частоту этих колебаний, учёные вычисляют также и частоту вращения в магнитном поле, которая оказывается пропорциональной отношению заряда протона к его массе. Сравнивая эти частоты для протона и другого атома, который принимается за эталон атомной единицы массы, учёные и определяют массу протона.

Устройство ловушки Пеннинга, использованной в работе
Устройство ловушки Пеннинга, использованной в работе

В обсуждаемой работе в качестве эталона был использован полностью ионизированный атом углерода-12 ₁₂С⁶⁺. Проведённые измерения позволили утверждать, что масса протона отличается от общепринятого стандартного значения, утверждённого CODATA, с определённостью в три стандартных отклонения. Эти результаты были также проверены и с использованием других ионов.

Сравнение полученного результата (красный прямоугольник) со значениями CODATA в разные годы.
Сравнение полученного результата (красный прямоугольник) со значениями CODATA в разные годы.

Знание точного значения массы протона является важным для целого ряда приложений, основанных на измерениях атомных спектров. В частности, масса протона входит в такую фундаментальную для этой области константу как постоянная Ридберга.


Источник: Synopsis: Proton Loses Weight // Physics

comments powered by Disqus