Новые измерения радиуса протона подтвердили результаты предыдущих измерений и стали ключом к разгадке тайны 10-летней давности - «Наука и технологии»

Новые высокоточные измерения размеров протона показали достоверность результатов, полученных немногим ранее в этом году, и указывают на то, что загадка 10-летней давности, связанная с этой величиной, может иметь достоверное решение. Протон, возможно, самая важная частица в окружающем нас мире, он является одним из трех компонентов атомов, которые определяют различия и характеристики всех химических элементов. Расхождение между теоретическими и практическими данными измерений того, что называют радиусом заряда протона, стали одной из фундаментальных загадок последнего времени. Поиски решения этой загадки велись в течение прошедшего десятилетия, и сейчас, когда стали появляться новые методы, обеспечивающие повышенную точность измерений, эти поиски приближаются к своему логическому завершению.

Измерения радиуса протона производилось при помощи значения так называемого радиуса заряда, величины, определяющей распределение электрического заряда в пределах частицы. В 2010 году ученые измерили этот радиус при помощи так называемого лямбда-смещения, различия между двумя энергетическими состояниями атома, состоящего всего из одного протона и одного электрона. Полученные тогда результаты указали на то, что радиус заряда протона равен 0.877 фемтометра.

Позже ученые опровергли результаты, полученные в 2010 году, выполнив измерение лямбда-смещения при помощи атома, состоящего из протона и мюона, более тяжелого и редкого "родственника" электрона. Мюон в таком атоме располагается намного ближе к протону, что делает такой метод измерения лямбда-смещения более высокоточным. И полученные при помощи нового метода результаты дали ученым в руки новое значение радиуса протона в 0.842 фемтометра. Эта величина столь существенно ниже первоначально полученного (и теоретического) значения, что данный факт поставил в тупик множество ученых.
Ранее в этом году Йоркского университета сделали новое измерение радиуса протона, которое позволило определить эту величину с высокой точностью путем комбинации двух методов, использующих как обычные атомы из протона и электрона, так и атомы из протона и мюона. Полученное ими значение равно 0.833 фемтометра, и это стало еще одной причиной считать результаты 2010 года недостоверными.