Protonun yarıçapı yeni hesaplamalarda farklı bulundu.

2010 yılında, Almanya’daki fizikçiler, atom çekirdeğinin pozitif yüklü yapı taşı olan protonun boyutunun son derece hassas bir ölçümünü yaptıklarını bildirdi. Sonuç şaşırtıcıydı. 2010 yılına kadar protonun yarıçapı, yaklaşık 0.84-0.88 femtometre ya da metrenin milyarda birinin milyonda biri olarak ölçülmüştü. Ancak daha sonra, yaklaşık 0.83 femtometre proton büyüklüğünü kaydeden yeni bir ölçüm tipi bu sayı ile çatıştı.

Protonun yarıçapını test etmenin bir yolu, hidrojen elektronlarının mevcut olabileceği enerji seviyeleri arasındaki farkı ölçmektir. Bu enerji farkı, protonun büyüklüğüne bağlı. Max Planck Institute of Quantum Optics ve araştırmacı Randolf Pohl, protonu, elektronun yerine elektron ile özdeş fakat 207 kat daha ağır olan bir müon olan özel bir hidrojen atomu kullanarak ölçtü. Pohl’un ekibi, müon-etkili protonları yarıçapta 0,83 femtometre olarak buldu. Bu, önceki araştırmaların ortalamasına göre, yüzde 4 daha küçük.

Eğer protonlar, müonların varlığında küçülüyorsa, bu protonlar ve müonlar arasındaki bilinmeyen fiziksel etkileşimler anlamına gelir. Ancak araştırmacılar, “proton yarıçapı bilmecesinin” parçacık fiziğini artıracağı ve doğanın yeni yasalarını ortaya çıkaracağını umuyordu.

Pohl’un müonik hidrojen sonucundan dokuz yıl önce, Toronto’daki York Üniversitesi’nden Eric Hessels başkanlığındaki bir fizikçi ekibi, protonu düzenli olarak, “elektronik” hidrojen olarak yeniden ölçmeye başladı. Sonuç olarak, proton yarıçapı 0,833 femtometrede sabitlendi.

Her iki ölçüm de önceki denemelere göre daha hassastı ve protonun bağlama bağlı olarak boyut değiştirmemesini gösteriyor ve elektronik hidrojen kullanan eski ölçümler yanlıştı.

Hessels, “Henüz fiziğin tüm yasalarını anlayamadık. Bu yüzden bize ipucu verebilecek olan tüm bunları kovalamalıyız. Protonun yarıçapı, peşine düşülmesi için önemsiz değil” diyor.

Kaynaklar;

Science News

Quanta Magazine