تحقیق دانشمندان روی علت تغییر شعاع پروتون!

دانشمندان آزمایش را روی اتم دوتریوم، ایزوتوپی از هیدروژن، تکرار کردند و به محض آن که میون الکترون تغییر می کرد، مجددا تغییر در شعاع هسته اتم مشاهده می شد. میون ذره ای بنیادی ۲۰۰ برابر سنگین تر از الکترون میباشد. میون به دلیل سنگینی در فاصله کمتری نسبت به الکترون به دور هسته حرکت میکند و نحوه حرکت آن میتواند در مطالعات ویژگی های ذرات در هسته اتم استفاده گردد.

با این وجود، واقعیت تعجب آور این است که این ذره نباید اندازه ی هسته اتم را تغییر دهد. الکترون و میون دارای بار الکتریکی یکسانی هستند که این بار ِ یکسان باعث نگهداری آنها دور هسته می شود اما بار الکتریکی نباید بر روی سایز پروتون تاثیری داشته باشد. توضیحات محدودی برای توجیه این تفاوت در اندازه ی پروتون وجود دارد. یک باور این است که ما در حال مشاهده شواهدی از یک نیروی ناشناخته هستیم، اگرچه بسیار بعید و باور نکردنی می باشد.

دانشمندان گمان می کنند این تناقضات مربوط به اندازه گیریهای جدید نمی باشد بلکه در اندازه گیری های قدیمی نیز وجود داشته است. ممکن است اندازه گیری های قبلی پروتون و دوترون(هسته دوتریوم) با استفاده از طیف سنجی هیدروژن، به اندازه ی کافی دقیق نبوده باشند. آلدو آنتوگنینی از موسسه پاول شیرر سوییس می گوید: به طور طبیعی دوترون نمیتواند دو سایز متفاوت داشته باشد. معما به سادگی حل خواهد شد اگر ما فرض کنیم یک مشکل جزیی در اندازه گیری طیف سنجی وجود داشته است.

از زمان به دست آمدن این نتایج برای پروتون، آزمایشگاه هایی از سراسر دنیا با به روز کردن دستگاه های اندازگیری خود، به نتایج دقیق تری رسیدند. در واقع هیچ مدرکی مبنی بر اینکه این تناقضات ناشی از کم بودن دقت اندازه گیری ها بوده در دست نیست، اما اعضای این تیم از اینکه کشف آنها باعث این بروز رسانی دستگاه های اندازه گیری در سطح جهانی شده، خوشحال هستند.

راندولف پل از اعضای این تیم اضافه کرد: اگر نتایجی که ما بدست آوردیم با نتایج قبلی مطابقت داشتند، پس دیگر این معمای گیج کننده در خصوص شعاع پروتون وجود نداشت و همچنین این موج جهانی حرکت برای بروز رسانی دستگاه های اندازه گیری با دقت بالا نیز وجود نداشت. امید است اندازه گیری های جدید بزودی بتوانند توضیح دهند که آیا این فقط یک تناقض در نحوه ی اندازه گیری بوده و یا ما با یک پدیده فیزیکی ِ جدید مواجه هستیم! جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریه ی Science منتشر شده است.