ПРОТОН МЕНЬШЕ ПРОТОНА: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО ДОКАЗАНО

Одна из наиболее распространенных частиц во Вселенной немало озадачила ученых: протон, фундаментальная составляющая ядра атома, оказался меньше в размерах, чем утверждают существующие физические модели. И несмотря на три года попыток проанализировать результаты экспериментов, выявивших это расхождение, никто не может указать его причины.

Проблемы начались в 2010 году, когда в Nature была опубликована статья, указывающая на 4% уменьшение размера протона. Исследователи устроили атомам водорода бомбардировку мюонами, которые занимали место электронов. Поскольку масса мюона примерно в 200 раз больше массы электрона, размер мюонной орбитали во столько же раз меньше электронной. Измерив методом лазерной спектроскопии Лэмбовский сдвиг для получившегося мюонного водорода, исследователи смогли определить и размеры протона. Однако результат их вычислений (rp = 0.84184(67) фм) отличался от радиуса протона, измеренного другими методами (rp = 0.8768(69) фм), на 4% - значительно выше погрешности эксперимента.

В новом эксперименте, проведенном учеными из Швейцарии, для определения размеров протона также был использован мюонный водород, но измерения проводились для другого набора энергетических уровней. Результаты подтвердились: 0.84087(39) фм, причем авторы работы утверждают, что точность возросла на порядок по сравнению с экспериментом 2010 года. При этом другие, не мюонные методы исследования, по-прежнему дают величину около 0.87 фм.

Ученые не исключают, что между тем, как мюоны и электроны взаимодействуют с протонами, существуют некоторые различия, лежащие за рамками существующих физических моделей. Однако переписывать учебники физики пока не спешат, продолжая поиск ошибок в уравнениях, по которым на основе измерений вычислялись размеры протона.

По сообщению Nature News