욕실 규모로 우주의 가장 작은 입자의 무게를 측정 할 수 없습니다. 그러나 영리한 새로운 실험에서 물리학 자들은 그러한 입자 중 하나 (양성자)가 이전에 생각했던 것보다 가볍다는 것을 발견했습니다.
Tallahassee의 Florida State University의 물리학자인 Edmund Myers는“이것은 양성자 질량을 크게 개선하고있다. "나는 그들이 한 일에 구멍을 볼 수 없다. 그들은 좋은 일을했다."
.양성자로 알려진 작고 양으로 하전 된 입자는 어디에나 있습니다. 그들은 모든 원자의 중심에 서식하고 대부분의 태양과 다른 별을 구성합니다. 그들은 너무 가벼워서 10 억 달러의 킬로그램의 10 억을 차지하여 평범한 수단으로 무게를 측정 할 수 없습니다. 그러나 최근 수십 년 동안 물리학 자들은 강력한 전기 및 자기장을 펜닝 트랩이라는 장치에 결합하여 양성자 질량을 점점 더 정확하게 측정했습니다. 이 실험에서 전기 및 자기장 트랩 자기장은 원형으로 움직이게하는 동안 양성자. 회전하는 동안 양성자는 질량과 관련된 주파수로 진동 또는 진동합니다. 연구원들은이 주파수를 측정하고 참조의 것과 비교하여 양성자의 질량을 계산할 수 있습니다.
그러나 실험은 완벽하지 않습니다. 자기장은 시간과 공간에서 다양하여 측정 오류가 적습니다. 이러한 변동의 영향을 줄이기 위해 독일 마인츠에서 일하는 물리학 자 그룹은 탄소 핵과 양성자를 별도의 저장 트랩에 적재 한 다음 측정 트랩에서 빠르게 셔틀을 셔틀로 옮겼습니다. 이전 실험에서 핵과 양성자를 교환하려면 30 분 이상이 필요했지만 독일 그룹은 약 3 분 밖에 걸리지 않아 오류가 축적 될 가능성을 줄였습니다. 이 팀은 또한 더 많은 모션 탐지기를 설정에 추가하여 1조차 32 부의 전체 정밀도로 측정되었습니다.
.연구원들은 질량이 1.007276466583 원자 질량 단위임을 발견했습니다. 이는 과거 실험의 평균 값보다 약 300 억 분의 1 %가 낮습니다. 이번 주에는 세 가지 표준 편차에 의해 실제로 중요한 작은 차이가 이번 주 Physical Review Letters 에서보고합니다. . (이에 비해 과학자들은 일반적으로 실험 결과가 통계적으로 유의 한 두 가지 표준 편차를 고려합니다.)
독일 하이델베르크에있는 맥스 플랑크 핵 물리학 연구소의 물리학자인 스벤 스터 (Sven Sturm)는 다른 연구자들이 왜 그렇게 더 높은 대중을 측정했는지 확실하지 않지만 숨겨진 오류의 원인을 의심합니다. 그러나 그는 그의 팀의 결과는 헬륨 -3 원자의 질량을 최근 측정하여 이전의 결과보다 두 개의 양성자와 하나의 중성자로 만들어 졌다고 덧붙였다.
.독일 팀은 이제 별도의 트랩으로 양성자와 탄소 이온을 동시에 측정함으로써 정밀도를 더욱 발전시킬 계획이며, 이는 자기장 변동으로 인한 불확실성을 제거 할 것이다. 한 그룹 멤버는 또한 안티 프로톤의 무게를 측정하려고 시도합니다. 양성자와 안티 트로톤의 질량 사이의 작은 차이조차도 우리가 보는 우주가 왜 물질로 만들어 졌는지 설명하는 데 도움이 될 수 있으며 반자 분자는 매우 드물다.
Sturm은 또한 다른 연구 그룹이 그의 팀의 결과가 숨겨진 오류로 어려움을 겪지 않도록 독립적 인 측정을하기를 원합니다. (이전 측정을 제공하는 두 주요 그룹은 더 이상 활성화되지 않습니다.) "더 많은 그룹 이이 수준의 정밀도에서 측정을 수행하는 것을 보게되어 정말 기쁩니다.
*교정, 7 월 21 일 오후 12:45 : 이 이야기는 Penning Trap의 작동 방식과 연구원이 입자의 질량을 어떻게 측정했는지를 명확히하기 위해 수정되었습니다.
