آزمایش های تازه ای که معمای شعاع پروتون را تایید می کنند!

5

چندین سال پیش، مجموعه آزمایش هایی انجام شد که در آنها، میون به همراه یک الکترون به دور پروتون می چرخید. نتیجه ی جالب این آزمایش ها این بود که مقدار متفاوتی برای شعاع پروتون، بدست آمد که به معمای شعاع پروتون مشهور شد. حالا دانشمندان با تکرار همان آزمایش ها، اما این بار با یک هسته ی دوتریوم ، این معما را تایید کردند. با دیپ لوک همراه باشید…

در مقاله ای که ۴ روز پیش در ژورنال معتبر Science منتشر شد، پژوهشگران، آزمایش ها و چند ایده ی ممکنی که بیان می کند معمای شعاع پروتون ناشی از مشکل مدل استاندارد است را ارائه کردند. محققان تاکنون چندین بار توانسته اند شعاع یک پروتون را (۰٫۸۸ ± ۰٫۰۱ فمتومتر) با استفاده از بار الکترونی که حول آن می چرخد، محاسبه کرده و در نتیجه نظریات مرتبط با مدل استاندارد را تایید کنند. اما وقتی در سال ۲۰۱۰، محققان انستیتو ماکس پلانک با استفاده از یک میون باردار منفی (که نزدیکتر به پروتون می چرخد) در پی بهبود بخشیدن دقت این اندازه گیری بودند، با نتیجه ی جالبی مواجه شدند: آنها یک شعاع کاملا متفاوت (۷ سیگما) با مقدار اصلی را بدست آوردند. معمای شعاع پروتون یکی از مسائل چالش برانگیز در فیزیک است چرا که نشان دهنده ی خطا در مدل استاندارد است. در طول شش سال گذشته، محققان، نظریات زیادی برای حل این معما پیشنهاد کرده اند که در بیشتر آنها، راه هایی برای حفظ مدل استاندارد ارائه می شود، اما معمای شعاع پروتون هنور حل نشده است!

در این پژوهش جدید، محققان تلاش کرده اند تا  با اضافه کردن قطعه ی دیگری از این پازل، یعنی یک نوترون (با استفاده از یک هسته ی دوتریوم)، دید وسیع تری نسبت به این معما بدست آورند. تصور آنها این بود که با حضور یک نوترون، الکترون ها و میون ها بار پروتون را به شکل دیگری، حس می کنند. نتیجه ی اندازه گیری آنها، حدود ۷٫۵ سیگما با شعاع پروتون در حضور یک الکترون و یک پروتون، تفاوت داشت.

این نتایج، هیچ توضیحی برای اختلاف اندازه گیری ها نشان نمی دهند، بنابراین معمای شعاع پروتون همچنان به قوت خود باقی است. اما این پژوهش، درهای تازه ی دیگری برای بررسی بیشتر باز می کند، مثلا راه هایی برای بهبود اندازه گیری ها و اجبار میون ها برای برهمکنش با پروتون ها چرا که شاید یک نیروی ناشناخته در کار باشد…

دانلود مقاله ی اصلی به صورت PDF

زاده ی اردیبهشت ۶۹ و دانشجوی دکترای شیمی کوانتوم محاسباتی در دانشگاه شهید بهشتی است.او علاقمند به دنیای کوانتوم، تکنولوژی، فوتبال و موسیقی (رپ/راک) بوده و علاوه بر سردبیری دیپ لوک، به طراحی وب و نویسندگی در گجت نیوز، بیگ تم و ماهنامه GB جی اس ام مشغول است.

گفتگو۵ دیدگاه

  1. جعفر کاظم بیگی

    سلام ودرود بر سرکار خانم دکتر ریاحی از زحمات شما سپاسگزارم مطالب بسیار مفید وجذاب است

  2. با سلام
    همانطور که قبلا در دروس کوانتمی ذکر کردید یکی از اصول مکانیک کوانتمی بر خلاف مکانیک کوانتمی اینست که با داشتن تمام اطلاعات لازم برای یک
    سیستم کوانتمی نمی توان آینده ی سیستم را پیش بینی کرد و مثال زده بودید اگر دو تفنگ فوتونی در شرایط یکسان دو فوتون یکسان را شلیک کنند

    لزوما آینده ی یکسانی نخواهند داشت پس بدیهی است که اگر به اندازه گیری به چشم یک عملگر نگاه کنیم در شرایط یکسان اندازه گیری یکسانی نخواهیم داشت ولذا بدیهی است که اختلاف در اندازه گیری شعاع پروتون داشته باشیم (سر کار خانم ایرادات استدلال وکجفهمی های من که منجر به
    این طرز فکر شده است را اصلاح کنیید )

    • ناهید سادات ریاحی

      جناب توسلی عزیز همون طور که شما فرمودید همیشه نتایج اندازه گیری های کوانتومی با عدم قطعیت همراهه، اما این عدم قطعیت ها بسیار کوچک هستند، در حالیکه در این آزمایش، ۷ سیگما اختلاف پیدا شده که نشون میده کار از اون عدم قطعیت همیشگی گذشته و دقیقا با یک اختلاف مشهود مواجهیم.

ارسال نظر


*