Nærmer mysteriet om protonens størrelse sig en afklaring?
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Nærmer mysteriet om protonens størrelse sig en afklaring?

For mange er det sikkert helt ligegyldigt, hvor store protonerne er. Det er nok at vide, at de er små.

Men protonens størrelse har plaget mange fysikere, siden man for nogle år siden fik nye præcisionsmålinger, der gav en lavere værdi,, end andre målinger tidligere havde vist.

Nu har meget præcise målinger af overgangen af en elektron i et hydrogenatom mellem 2S- og 4P-orbitalerne givet en ny værdi for en af fysikkens mest fundamentale konstanter, Rydberg-konstanten, og en værdi for protonens størrelse, der giver håb om, at man på sigt kan afklare mysteriet om, hvor stor protonen rent faktisk er.

Det er en tysk forskergruppe anført af Lothar Maisenbacher fra Max-Planck-Institut für Quantenoptik i Garching ved München, der udført de nye målinger, som de præsenterer i det videnskabelige tidsskrift Science.

Myoner bragte rav i data

Forhistorien er kort fortalt, at vi for mere end fire år siden skrev, at målinger baseret på myon-hydrogen spektroskopi viste, at protonen var mindre end hidtil antaget.

Disse målinger blev udført på et hydrogenatom, hvor elektronen var udskiftet med en myon, som har samme ladning som elektronen, men er 207 gange tungere.

Læs også: Protonen er mindre end fysikerne har troet

Dette protonmysterium blev yderligere forstærket for halvandet år siden, hvor vi skrev, at målinger af kernen i deuterium bestående af en proton og en neutron, som kaldes for en deuteron, også gav en lavere værdi end det, man formodede ville være tilfældet.

Læs også: Mystikken om protonens størrelse lever videre

I de målinger, som nu rapporteres, er man igen gået tilbage til at studere almindelige hydrogenatomer bestående af en proton og en elektron, og har koncentreret sig om elektronspring mellem 2S og 4P-orbitalerne, som er nogle af de højere liggende energitilstande for elektronen - grundtilstanden kaldes for 1S.

Uden at gå nærmere ind i de komplicerede målinger, som var påkrævet for at opnå en meget høj præcision, så er konklusionen, at disse målinger med elektron-hydrogen spektroskopi stemmer overens med de tidligere rapporterede målinger for myon-hydrogen spektroskopi.

Som Wim Vassen skriver i en kommentar i Science, er det et meget afgørende resultat.

Skal 'ny fysik' forklare forskellene?

Han påpeger dog, at det kun er tale om en enkelt måling, og at dataanalysen har været kompliceret.

Der er stadig heller ikke en forklaring på, hvorfor andre målinger giver en signifikant anderledes værdi for protonens størrelse.

»Der er derfor behov for flere eksperimenter,« konkluderer Wim Vassen lidt forsigtigt.

Som Richard Hill fra Perimeter Institute for Theoretical Physics i Canada har skrevet for nylig i en oversigtsartikel, er der også flere bestræbelser på at måle protonens størrelse og dermed et håb om en løsning af mysteriet.

Man kan nemlig ikke afvise, at forskellene mellem de forskellige målinger skyldes det, som forskerne kalder ‘ny fysik’. Det vil sige fysik, som ikke kan forklares med partikelfysikkens såkaldte Standardmodel.

Det er enhver fysikernes drøm at kunne vise, hvornår og hvordan Standardmodellen vil bryde ned. Det er nemlig noget, der har en duft af en Nobelpris.

Emner : Fysik
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Inden vi går over gevind af begejstring over den nye måling, vil det være klogt at afvente 3-4-5 nye eksperimenter og at huske på muligheden af, at et myons større masse (end en elektrons) kan påvirke protonen.

  • 3
  • 0

Der er intet i de nuværende modeller der forklarer partiklernes masser.
Det kræver et helt nyt lag af indsigt så vidt jeg kan forstå.

Kuglelyn kan heller ikke forklares af nuværende fysik.
De besøgende UFOer anvender også 'ny' fysik omend det er meget tættere på forklarligt end man skulle tro.
Stor revolution er på vej. Større end du kan forestille dig.

  • 0
  • 3

Her tillader jeg mig at henvise til min fem år gamle artikel: Massens mysterium

Som desværre ikke (altid) har hold i virkeligheden, men bare er en oplæsning fra "den hellige bog".

Dobbeltspalteeksperimentet med elektroner, neutroner og C60 molekyler, som alle tilskrives masse, viser med al ønskelig tydelighed, at hvis impulsbevarelsessætningen gælder, hvilket jeg er overbevist om, er den opfattelse, traditionel fysik har af begrebet masse og hvad, der skaber det, hamrende forkert.

Citat fra "Massens mysterium":

Naturen er indrettet, så den altid søger mod den laveste energitilstand. Det er bl.a. den simple forklaring på, at vand løber nedad.

Nej. Naturen er indrettet, så den altid søger mod den laveste POTENTIELLE energi - også selv om det fører til en forøgelse af den kinetiske energi. Det hænger sammen med, at kinetisk energi ikke kan udveksle kræfter uden at blive ændret og dermed omdannet til potentiel energi iht. energibevarelsessætningen (ses også i Maxwells 3. ligning / Faradays induktionslov), så det eneste, naturen kan se, er kræfter som følge af potentiel energi. I et svingende tabsfrit pendul er det netop en reduktion i den potentielle energi, som får pendulet til at svinge nedad, selv om den samlede energi (summen af potentiel og kinetisk energi) er konstant.

Dette er helt esentielt for f.eks. at forstå, hvordan magnetiske kræfter virker, da magnetisk energi netop er opbevaret som kinetisk energi, og derfor kun kan udøve kræfter, hvis den ændres! Så kan du og andre jo spekulere lidt over, hvordan to permanente magneter kan påvirke hinanden, når ingen af dem får ændret sin kinetiske energi - heller ikke midlertidigt. Energien i en permanent magnet kan nemlig ikke reduceres og derefter gendannes 100% pga. hysteresetab, så I bliver nødt til at lede efter et medie, som kan indeholde både kinetisk og potentiel energi, som kan ændres tabsfrit?

Endnu et citat fra "Massens mysterium":

Standardmodellen indeholder en lang række forskellige partikler, men hvis vi skal forklare hovedparten af det, som vi kan se og iagttage under normale forhold, er der faktisk kun brug for fem partikler. Tre stof-partikler: op-kvarken, ned-kvarken og elektronen samt to kraftoverførende partikler: fotonen og gluonen. Med disse bestanddele kan vi bygge atomer og lave elektromagnetisk stråling i form af lys.

Så kunne du måske være så venlig at forklare mig og andre, hvordan magnetiske kræfter overføres med fotoner, som jo netop er den kraftbærende partikel for samtlige elektromagnetiske kræfter. Hvad består et magnetfelt reelt set af, og hvordan udøver det kræfter? Hvor mange fotoner udsender en permanent magnet egentlig pr. sekund, og hvordan kan fotonerne både skabe tiltrækning og frastødning? Er jeg virkelig stort set den eneste her, der kan se, at forestillingen om kraftbærende partikler, som oven i købet må være virtuelle dvs. ikke-eksisterende for ikke at være et brud på energibevarelsen, er det rene vrøvl?

Jeg orker ikke at tage bl.a. den gamle megatråd om magnetiske (mono)poler ( https://ing.dk/artikel/tyngdekraften-leger... ) op igen eller starte lignende nye; men det undrer mig, at du som videnskabsjournalist, som ikke har en bestemt mening at forsvare med næb og klør, ikke snart begynder at blive lidt skeptisk over for, hvad traditionel fysik prøver at bilde os ind, men bare sluger det hele råt :-)

  • 0
  • 4

Please ...

Hvorfor ikke?

Enhver ved da, at en elektrisk strøm opstår, når elektrotroldene raser over at skulle nøjes med en diæt af skarpkantede æterpartikler. Så vender de sig mod den ene ende af en leder og skriger i kor.

  • 1
  • 2
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten