Protonen er mindre end fysikerne har troet
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.

Protonen er mindre end fysikerne har troet

Den officielle værdi for protonens radius på 0,8768 femtometer er muligvis mere end 0,03 femtometer for stor.

Alternativt har en af fysikkens mest gennemtestede teorier, kvanteelektrodynamikken (QED), et problem.

Den er den foreløbige konklusion, efter at en international forskergruppe har foretaget en ny og meget nøjagtig bestemmelse af protonens radius til at være 0,84087 femtometer.

Protonens radius kan bestemmes på to forskellige måder.

Den direkte metode er en måling af elektron-proton-spredning. Disse måledata er dog meget vanskelige at analysere, og det giver en relativ stor usikkerhed på bestemmelse af protonens radius.

En indirekte bestemmelse fås ud fra spektroskopiske målinger af overgangsfrekvenser i hydrogenatomet, som kan bestemme både Rydberg-konstanten og protonens radius med anvendelse af QED-teorien.

Der er både ud fra elektron-proton spredning og hydrogen spektroskopi, at man har fundet frem til, at protonens radius er 0,8768 fm.

Myoner forandrer billedet

For to år siden fremlagde en international forskergruppe resultater, der viste, at protonens radius 'kun' var 0,84184 fm.

Forskerne kunne forklare, at den statistiske sikkerhed på deres resultater afveg fra den officielle værdi med fem standardafvigelser - det er samme statistiske sikkerhed, som Cern anvendte, da de erklærede Higgsbosonen for opdaget.

Forskerne benyttede myon-hydrogen spektroskopi, dvs. de havde udskiftet elektronen i hydrogenatomet med en myon, som har samme ladning som elektronen, men er 207 gange tungere.

Da myonen er så meget tungere end elektronen, er dens energiniveauer meget mere følsomme over for protonens radius, end det er tilfældet med elektronens energiniveauer i hydrogenatomet. Det gør målingerne meget mere nøjagtige.

Supernøjagtige målinger

Nu har samme forskningsgruppe, anført af Aldo Antogini fra Max-Planck Institut für Quantenoptik i Garching, Tyskland og Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) i Zürich, Schweiz, lavet en forbedring af deres gamle eksperiment

Det har gjort det muligt for dem at fjerne potentielle fejlkilder i det oprindelige forsøg.

De har endvidere forbedret deres dataanalyser, så forskellen mellem den officielle værdi for protonens radius og den nye målte værdi er hele syv standardafvigelser - og med en værdi for protonens radius, der lyder på 0,84087 fm.

Resultatet er fremlagt i en artikel i denne uges udgave af Science.

Det kan selvfølgelig ikke udelukkes, at der stadig gemmer sig en eller anden uidentificeret fejlkilde i eksperimenterne. Men noget tyder på, at enten er protonen mindre, end fysikerne hidtil har troet, eller også, at fysikerne bliver nødt til at se på hele grundlaget for QED.

Det sidste vil næsten være en større omvæltning end det første.

Dokumentation

Proton Structure from the Measurement of 2S-2P Transition Frequencies of Muonic Hydrogen
How Big Is the Proton?

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

Är att "sanningar" hela tiden modifieras, till skillnad mot vissa andra discipliner.

Tack Jens för att du nosade upp detta så jag fick ännu något att fundera på.

Du som gillar fysik och fusion kanske kan skriva en artikel om myonkatalyserad fusion?

För 15 år sedan sysslade många med det, men myoner är för kortlivade och myoniserat helium bildas för lätt för nettoenergi.

För några år sedan skrev jag om Riken resarch som kan nå framgång genom två metoder.

Öka trycket till 1000bar genom ex. samma laserteknik USA använder för konventionell fusion, samt producera myoner energieffektivare.

Jag skrev för ett år sedan till forskarna men fick aldrig något svar, du kanske når framgång med din position?

Oavsett kanske det finns nyfikna ingenjörer som läser här och ännu inte bekantat sig med verkligt kall fusion?

Mvh gunnar

  • 0
  • 0

I billedteksten står: "derfor er det lettere at bestemme protonens masse ud fra..."
Er det mig, der er helt galt på den, når ordet "masse" bør udskiftes med "størrelse"? Eller betyder det at en ændret størrelse af protonen også medfører en ændring af massefordelingen i atomet?

  • 0
  • 0

Tak til Gunnar for forslaget til nye artikler. Jeg skal overveje det.
Tak til Mathias for at påpege en fejl i billedteksten. Jeg har rettet masse til størrelse.

  • 0
  • 0

Is this what BlackLight Power In. has been measuring when they claim that their Hydrino is a Hydrogen atom with the electron in a lower orbit, which therefore allows for the release of energy they claim to see when performing their experiments? The experiments have been reproduced by people at Rowan University and several others places. All with a very good reputation. Please have a look at their website

  • 0
  • 0

Nej - det har absolut intet med Black Light Power at gøre - og sagt på en pæn måde er deres eksperimenter og forklaringer endog meget kontroversielle og spekulative.

  • 0
  • 0

Interessant med de nye målinger af protonens 'radius'.

Vi mangler dog stadig at få målt elektronens udstrækning!

Undertegnede har benyttet den nye målte proton-radius til en teoretisk beregning af elektron-radius R(e).

Beregningen giver:

(1) R(e) = 4,6*10^(-19) meter

Læs link, hvor formel findes:

http://ing.dk/debat/150640

Hilsen fra
Louis Nielsen

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten