การไขปริศนาโปรตอน

การไขปริศนาโปรตอน

มันถูกออกแบบมาเพื่อวัดรัศมีของโปรตอนที่แม่นยำกว่าที่เคยเป็นมา ในทางเทคนิคแล้ว CREMA ต้องใช้ความพยายามอย่างมากในการยิงลำแสงเลเซอร์ไปที่อะตอมของไฮโดรเจน ซึ่งอิเล็กตรอนถูกแทนที่ด้วยมิวออน ลูกพี่ลูกน้องที่หนักกว่าของมัน โพห์ล ซึ่งขณะนั้นเป็นแพทย์หลังปริญญาเอกที่สถาบันมักซ์พลังค์แห่งเลนส์ควอนตัมในเมืองการ์ชิง ประเทศเยอรมนี กำลังพยายามปรับแต่งเลเซอร์

จนกระทั่ง

พลังงานของเลเซอร์เพียงพอสำหรับกระตุ้นอะตอมไฮโดรเจนแบบมิวโอนิกจาก2 S 1/2ถึง2 P 1 /2ชั้น. ทฤษฎีควอนตัมกล่าวว่าความแตกต่างของพลังงานระหว่างระดับที่เรียกว่า ควรขึ้นอยู่กับขนาดของโปรตอนเล็กน้อย แนวคิดคือการตรวจจับรังสีเอกซ์ที่ปล่อยออกมาเมื่ออะตอมถูกกระตุ้นด้วยเลเซอร์

และสลายตัวไปสู่ระดับพลังงานที่ต่ำกว่ามาก ความถี่เลเซอร์ที่แม่นยำ ณ จุดนั้น เมื่อรวมกับทฤษฎีอะตอมแล้ว ก็จะเผยให้เห็นรัศมีของโปรตอนโชคไม่ดีที่หลังจากสแกนสิ่งที่พวกเขาคิดว่าเป็นช่วงความถี่ทั้งหมดที่สอดคล้องกับรัศมีที่เป็นไปได้ทั้งหมดแล้ว Pohl และเพื่อนร่วมงานก็มามือเปล่า ไม่มีสัญญาณเอ็กซ์เรย์

ให้เห็น แต่แล้ว สมาชิกในทีม ซึ่งมาทำงานกะกลางคืนก็มีความคิดที่เป็นแรงบันดาลใจ เขาแนะนำให้ดูช่วงความถี่ที่ดูเหมือนจะตัดขาดจากการทดลองก่อนหน้านี้ ซึ่ง CREMA ยังไม่ได้สำรวจ อาจเหลือเวลาสังเกตการณ์เพียงสัปดาห์เดียว นักวิจัยจึงปรับอุปกรณ์ของตนใหม่อย่างรวดเร็ว

เวลาที่ทำให้งงความคลาดเคลื่อนที่แปลกประหลาดระหว่าง CREMA กับการวัดก่อนหน้านี้กลายเป็นที่รู้จักในชื่อ “ปริศนารัศมีโปรตอน” เพราะมันเกี่ยวข้องกับสิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นชุดผลลัพธ์สองชุดที่ตัดกันแต่มีรากฐานที่ดี ในแง่หนึ่งคือค่า CODATA ซึ่งคำนวณบนพื้นฐานของข้อมูลจากการทดลองประมาณสอง

โหลโดยใช้สองเทคนิค: การกระเจิงของอิเล็กตรอนและไฮโดรเจนสเปกโทรสโกปี อีกด้านหนึ่งคือผลลัพธ์ของ CREMA ซึ่งเป็นการวัดด้วยสเปกโทรสโกปีเดียวที่แม่นยำมาก ซึ่งไม่พบข้อบกพร่องที่ชัดเจน ไม่ว่าจะก่อนหรือหลังการตีพิมพ์ผลในปี 2010 ความเหลื่อมล้ำนี้

สร้างความตื่นเต้น

อย่างมากในหมู่นักทฤษฎี ซึ่งคาดเดาว่าอาจเป็นเพราะความแตกต่างที่ไม่คาดคิดมาก่อนในพฤติกรรมพื้นฐานของอิเล็กตรอนและมิวออน ท้ายที่สุด แบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์ของอนุภาคกล่าวว่า (นอกเหนือจากมวลของพวกมัน) อิเล็กตรอนและมิวออนนั้นเหมือนกันโดยสิ้นเชิง ดังนั้นหากผลลัพธ์

ของ CREMA ถูกต้อง มันก็ทำให้เกิดโอกาสอันน่าตื่นเต้นว่า อาจต้องมีการยกเครื่องใหม่แต่ความตื่นเต้นเริ่มลดน้อยลงเมื่อนักทฤษฎีล้มเหลวในการค้นหาพลังใหม่ที่สามารถอธิบายความคลาดเคลื่อนได้ ยิ่งไปกว่านั้น ในปี 2560 ผลลัพธ์ใหม่จากการทดลองรัศมีโปรตอนแบบดั้งเดิม 2 ชนิดเริ่มยืนยัน

ข้อมูลของมิวออน ผลลัพธ์ที่โด่งดังของ CREMA ในตอนนี้ดูเหมือนจะไม่ใช่ลางสังหรณ์ของการปฏิวัติทางฟิสิกส์ แต่เป็นการปลุกให้ตื่นขึ้นว่าการวัดการกระเจิงและสเปกโทรสโกปีก่อนหน้านี้ผิดพลาดอย่างมาก อย่างไรก็ตาม สิ่งที่น่าสังเกตมากกว่าความคลาดเคลื่อนคือวิธีการวัดแบบใหม่จากเทคนิคดั้งเดิม

ซึ่งไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของ CREMA ยอมรับว่ารู้สึกงุนงงกับ “เรื่องแปลกประหลาด” นี้ แต่ย้ำว่าเขามี “ความเคารพสูงสุดต่อผู้ที่เกี่ยวข้องในแวดวงนี้และไม่ต้องการ เพื่อชี้ให้เห็นถึงการกระทำผิดหรือการบิดเบือนข้อมูล” โพห์ลเองกล่าวว่าข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบในงานก่อนหน้านี้ต้องถูกตำหนิ 

แม้ว่าเขาจะไม่สามารถระบุตัวผู้กระทำผิดได้ “เป็นเรื่องแปลกมากที่การทดลองจำนวนมากอาจผิดพลาดในลักษณะเดียวกัน” เขากล่าวอย่างไรก็ตาม คนอื่นๆ คิดว่าความลึกลับนี้อาจไม่ใช่ทั้งหมดเท่าที่จะเป็นไปได้ นักฟิสิกส์นิวเคลียร์บางคนโต้แย้งความคิดที่ว่านักวิจัยไม่มีความเฉลียวฉลาดในรัศมีที่เล็กกว่า

จนกระทั่ง  

ในเยอรมนีผู้ซึ่งกล่าวว่าเขาเริ่มโต้เถียงเรื่องค่ารัศมีโปรตอนที่ต่ำกว่าในช่วงกลางทศวรรษที่ 1990 “มีความคลาดเคลื่อนที่ชัดเจน” เขาจำได้ “แต่ไม่ว่าจะด้วยเหตุผลใดก็ตาม CODATA มักจะนั่งอยู่บนมูลค่าที่สูงเสมอ”แท้จริงแล้ว เทพนิยายเรื่องนี้ตั้งคำถามเกี่ยวกับค่าคงที่พื้นฐานที่ควรได้รับการตัดสินใจ 

และบทบาทของ CODATA ควรมีบทบาทอย่างไร สำหรับไมส์เนอร์ การตัดสินใจไม่โปร่งใสและขึ้นอยู่กับรสนิยมของบุคคลบางคนมากเกินไป “มันเป็นจิตวิทยามากกว่าฟิสิกส์” เขากล่าวลดช่องว่างจัดตั้งขึ้นโดยสภาวิทยาศาสตร์ระหว่างประเทศในปี พ.ศ. 2509 เพื่อจัดระเบียบและเก็บรักษาข้อมูลปริมาณที่เพิ่มขึ้น

ที่ผลิตโดยนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลก คณะกรรมาธิการมอบหมายงานที่ละเอียดอ่อนในการตั้งค่าพารามิเตอร์พื้นฐานที่สุดของธรรมชาติ เช่น ค่าคงที่ของพลังค์ มวลอิเล็กตรอน หรือค่าคงที่ความโน้มถ่วง ให้กับกลุ่มงานเกี่ยวกับค่าคงที่พื้นฐาน ประกอบด้วยนักวิทยาศาสตร์ประมาณ 15 คนจากทั่วโลก 

กลุ่มมักจะปรับค่าเหล่านี้ทุก ๆ สี่ปีโดยใช้วิธีการกำลังสองน้อยที่สุดเพื่อให้พอดีกับผลการทดลองและทฤษฎีที่มีอยู่มากที่สุดสำหรับค่าคงที่ส่วนใหญ่ กระบวนการนี้ไม่คลุมเครือเนื่องจากผลลัพธ์ที่แตกต่างกันจะตกลงร่วมกันภายในขอบเขตของแถบข้อผิดพลาด ซึ่งดูเหมือนจริงมากเมื่อกลุ่มงานเผยแพร่ค่า

อย่างเป็นทางการของรัศมีโปรตอนเป็นครั้งแรก หรือกล่าวอย่างเจาะจงกว่านั้นคือรัศมีเฉลี่ยของประจุไฟฟ้าของโปรตอนในปี 2545 ในเวลานั้น รัศมีได้มาจากประเภททั่วไปอีกสองประเภทคือ การทดลอง. การกระเจิงของอิเล็กตรอนจะวัดขอบเขตที่อิเล็กตรอนพลังงานสูงถูกเบี่ยงเบนโดยนิวเคลียส

ของไฮโดรเจน (โปรตอน) ในขณะเดียวกัน สเปกโทรสโกปีแบบธรรมดาจะเปรียบเทียบความถี่ที่วัดได้ของการเปลี่ยนผ่านทางอิเล็กทรอนิกส์อย่างน้อยหนึ่งรายการในไฮโดรเจนกับค่าที่ทำนายโดยควอนตัมอิเล็กโทรไดนามิกส์ (QED) เพื่อให้ได้ค่าสำหรับ Lamb shift และรัศมีโปรตอนด้วย ตัวเลข CODATA ที่ใช้ในปี 2545 คือ 0.8750 ± 0.0068 fmเหล่านั้นที่ดูเหมือนจะไม่สอดคล้องกัน 

แนะนำ 666slotclub / hob66