Протон «сбросил» 30 миллиардных процента массы

Последние измерения, проведенные международной группой ученых, показали, что масса протона на 0,00000003% меньше, чем показывали предыдущие исследования. Статья с описанием измерений выложена на портале препринтов ArXiv.

Авторы работы использовали инструменты, позволяющие вычислять массу с точностью до частей на триллион. Это можно сравнить со способностью заметить, как увеличивается масса рояля, когда на него падает ресница.

Измерения проводились в полуторалитровом сосуде, большую часть воздуха из которого откачали, а оставшийся охладили почти до абсолютного нуля. Поток электронов направили на пластиковую мишень внутри сосуда. Используя ловушку Пеннинга, которая удерживает заряженные частицы в однородном магнитном и неоднородном электрическом поле, ученые могли отлавливать отдельные протоны. Частицы двигались по кругу в магнитном поле, и, измеряя их скорость, физики вычислили массу протона. По данным ученых, она составила 1,007276466583(15)(29) а.е.м. (В скобках указаны статистическая и систематическая погрешности величины в единицах последней значимой цифры).

Пока сложно ответить на вопрос о том, почему результаты расчетов расходятся. Это может происходить из-за несовершенства известных законов физики или быть результатом неточности измерений. «Конечно, в 99% случаев все дело в измерениях. Мы не так часто находим новые законы», — прокомментировал член Комитета по данным для науки и техники (CODATA, Committee on Data for Science and Technology) Питер Мор, не принимавший участия в исследовании.

Одна из возможных сфер применения столь точных измерений — изучение антиматерии, например, сравнение протона и антипротона или поиск ответа на вопрос, почему во Вселенной материя преобладает над антиматерией.