Все мы слышали о такой частице как Протон, а кто-то даже изучал что-то в школе на химии и физике. Но что мы о нём знаем? Почему, открыв википедию, мы видим достаточно чёткую информацию, в то время как в научных кругах постоянно идут споры?
Итак, Протон (от др.-греч. πρῶτος — первый, основной) — элементарная частица. принимает участие в термоядерных реакциях, которые являются основным источником энергии, генерируемой звёздами. Наше Солнце можно сказать "работает на протоне" - почти вся энергия, излучаемая Солнцем, сводятся к соединению четырёх протонов в ядро гелия-4 с превращением двух протонов в нейтроны.
Человек даже нашел способы его эксплуатации! Пучки ускоренных протонов используются в экспериментальной физике элементарных частиц, а в медицине применяется протонная терапия онкологических заболеваний.
Но как показывают последние исследования, человечество сильно заблуждается в своих знаниях!
6 ноября 2019 года в научном журнале Nature ученые опубликовали результаты замеров протона. Размеры этой частицы составили - 0,831 фемтометра - что действительно почти на 10% меньше, чем предсказывает Стандартная модель - теория, которая описывает поведение всех элементарных частиц. Эти же замеры указали на то, что значение одной из важнейших фундаментальных констант физики, постоянной Ридберга, ученые вычисляли неверно.
Это далеко не первая попытка измерить радиус протона. За последние годы ученые уже вычисляли размер протона как напрямую, обстреливая его при помощи пучков электронов, так и косвенным образом, изучая сдвиги в спектре этих частиц при их взаимодействии с электронами и мюонами. Измерения показывали достаточно разные результаты.
Изучая эти расхождения, ученые искали в поведении протонов следы новой физики, так как подобный разброс в значениях, которые вычислены различными путями, нельзя было объяснить в рамках Стандартной модели.
"Когда появились первые расхождения в замерах радиуса протона, мы надеялись, что они указывают на существование пятой природной силы, которая объясняет различия в поведении электронов и мюонов. К сожалению, эти надежды не оправдались - наш эксперимент окончательно закрыл эту возможность", - рассказал один из исследователей, физик из Университета Миссисипи Дипангкар Дутта,.
Вместе с тем, это открытие углубляет загадку необъяснимо малых размеров частицы, которые не предсказывает теория квантовой электродинамики, описывающая устройство субатомных частиц, а также взаимодействия между ними.
Стандартная модель которой придерживаются большинство ученых уже всё чаще не выдерживает испытание открытиями.
Приятно думать, что мы, возможно, живем на пороге новой революции в квантовой физике.
