Интрига -
размер протона снова уменьшился
Валентина Юрьевна Миронова
РАЗМЕР ПРОТОНА УМЕНЬШИЛСЯ ЕЩЁ РАЗ
Это настоящая детективная история, которая началась примерно в 2003 году и конца ей пока не видно. Захватывающий сюжет – уменьшение размера протона – как вообще такое могло быть?! Какое неуважение к Стандартной модели и прочим гипотезам мира физиков. Неудивительно, что подобная информация была воспринята в «штыки» и самими физиками. Но что поделаешь, если БОГ задумал изменить мир, то мир меняется, независимо от мнений людей любого ранга и класса.
Судите сами.
Краткая предистория (дана по этой ссылке https://nauka.vesti.ru/article/1037230), статья называется «Учёные подтвердили, что размер протона меньше, чем считалось раньше», время выхода 25.01.2013.
Обратите внимание на год – 2013.
Вот сама статья.
Одна из самых распространённых частиц во Вселенной – протон – оказалась одним из главных возмутителей спокойствия в мире физики. Ещё в 2010 году в журнале Nature были опубликованы результаты исследования, показавшие, что диаметр этой фундаментальной составляющей атомного ядра на 4% меньше, чем думали раньше.
Учёный мир пребывал в недоумении и потратил более двух лет, чтобы объяснить это несоответствие. Новая работа ещё больше спутала карты, подтвердив, что реальный размер протона меньше, чем говорят расчёты, основанные на законах физики.
Отметим, что протон не имеет каких-либо чётко различимых границ, поэтому его размеры можно определить лишь по взаимодействию с вращающимися вокруг него частицами (например, электронами). В качестве основного объекта для вычисления диаметра этой положительно заряженной частицы традиционно выступал атом водорода.
Простейший химический элемент состоит из одного протона и одного электрона. При этом электрон вращается вокруг протона на строго определённом расстоянии в зависимости от энергетического уровня. Электрон может перемещаться с одного уровня на другой, поглощая или выделяя энергию в виде фотонов света. Измеряя энергию фотонов, исходящих от возбуждённого атома водорода, физики могут определить допустимое положение орбиталей, и на основании законов квантовой физики рассчитать расстояние от них до протона.
Впервые такие измерения были проведены в 1960-х годах. С тех пор СЧИТАЛОСЬ (обратите внимание на это слово – оно означает, что как на самом деле неизвестно), что радиус протона равен 0,8768 фемтометра или менее одной триллионной миллиметра.
Проблемы начались после того, как о результатах своих измерений заговорила группа физиков, работающих под руководством Рандольфа Поля (Randolf Pohl) из Института квантовой оптики Макса Планка.
Учёные с помощью ускорителя элементарных частиц бомбардировали атомы водорода мюонами. В результате эти нестабильные элементарные частицы, которые в двести раз тяжелее электронов и также имеют отрицательный заряд, вытеснили электроны, заняв их места. Из-за большей массы мюон вращается гораздо ближе к протону и более чувствителен к его диаметру. Поэтому измерения, основанные на таком взаимодействии, гораздо точнее.
В 2010 году Поль и его коллеги впервые опубликовали уточнённый размер протона, равный 0,8418 фемтометра. В обычной жизни разница в 0,00000000000003 миллиметра практически неощутима, но только не в вопросах квантовой физики, где погрешность обычно не превышает долей процента.
Два года спустя та же команда исследователей провела повторные исследования. Как сообщается в статье, опубликованной в журнале Science, учёные также получили мюонные атомы водорода, но на этот раз с помощью лазера переводили тяжёлые отрицательные частицы на другие орбитали, чтобы сделать расчёты на основании нового набора энергетических уровней.
Последние измерения были на порядок точнее, чем в 2010 году. Однако диаметр протона оказался равен 0,8408 фемтометра, что почти полностью соответствует предыдущему результату.
Однако физики так и не нашли точного ответа на вопрос: откуда взялась разница в 4%? В октябре 2012 года в Италии прошёл специальный семинар, в котором приняли участие 50 экспертов по протонам со всего мира. В результате специалисты сошлись во мнении, что между электронами и мюонами существуют некоторые различия, которые находятся вне стандартных физических моделей. Именно они влияют на получаемый результат.
Учёные надеются, что разгадка тайны будет найдена в течение последующих двух-трёх лет. Возможно, что-то прояснится после экспериментов с измерением энергетических уровней в мюонных атомах гелия, которые планируется провести в ближайшие два года.
ОФИЦИАЛЬНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ МЕНЬШЕГО ПРОТОНА произошло спустя не два, а четыре года (2013 – 2017гг).
Ссылка на статью https://ria.ru/20171006/1506348809.html , название статьи «Физики из России и Германии раскрыли аномалии в размерах протона», год 06.10.2017
МОСКВА, 6 октября 2017г – РИА Новости.
Физики из России и Германии впервые ТОЧНО измерили радиус протона и ПОДТВЕРДИЛИ, что эта простейшая частица обладает заметно МЕНЬШИМИ размерами, чем предсказывает теория, и выяснили, что ОДНА ИЗ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ КОНСТАНТ ИМЕЕТ НЕПРАВИЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.
«Это очень точные и впечатляющие замеры, и мы очень серьёзно относимся к данным результатам. Наш комитет скоро начнет очередную встречу, и мы, скорее всего, поменяем и массу протона, и постоянную Ридберга», — завил Кшиштоф Пахуцкий (Krzysztof Pachucki), один из экспертов международной организации CODATA, публикующей данные по всем физическим константам.
Ранее учёные уже вычисляли размер протона как напрямую, обстреливая его при помощи потока электронов, так и косвенным образом, наблюдая за структурой линий в его спектре.
Эти методы дали достаточно разные результаты – в первом случае его радиус составлял примерно 0,897 фемтометра, триллионных долей миллиметра, а во втором — 0,8768 фемтометра. Позже, в 2010 году, другой косвенный метод дал ещё меньший размер протона – 0,84184 фемтометра.
Эти расхождения, как считали учёные семь лет назад (2010-2017), могут указывать на наличие следов "новой физики" в поведении протонов, так как подобный разброс в массах, вычисленных различными путями, НЕЛЬЗЯ было объяснить в рамках Стандартной Модели.
Российские и немецкие учёные под руководством Николая Колачевского, директора Физического института РАН в Москве, выяснили, с чем были связаны эти расхождения, и подтвердили, что радиус протона ДЕЙСТВИТЕЛЬНО МЕНЬШЕ ОЖИДАЕМОГО ПРИМЕРНО НА 5%.
Для этого разработали остроумную методику измерения размеров частицы, которая опирается на некоторые особенности того, как меняется спектр электронов в атоме водорода, "перепрыгивающих" с одной орбитали на другую при столкновении с частицами света, подчиняясь законам квантовой физики.
То, как именно происходит этот процесс, как объясняют исследователи, зависит от радиуса ядра атома, что позволяет очень точно вычислить этот параметр, сравнивая спектр частиц света, которые испускаются возбуждёнными электронами на трёх разных орбиталях.
Руководствуясь этой идеей, обстреливали атомы водорода двумя разными типами лазеров, один из которых, ультрафиолетовый, возбуждал электрон и заставлял его подниматься на одну "ступеньку", а второй, синий – заставлял делать ещё один или два шага вверх. Через некоторое время после этого электрон терял энергию и возвращался назад, испуская фотоны в трёх разных частях спектра.
Изучив эти спектры и очистив их от помех и «квантового шума», был вычислен ТОЧНЫЙ РАДИУС ПРОТОНА – 0,8335 фемтометра, ещё меньшее значение, чем было получено в ходе экспериментов 2010 года.
Это означает, что АНОМАЛИИ В РАЗМЕРАХ ПРОТОНА ДЕЙСТВИТЕЛЬНО ЕСТЬ, и что текущее ЗНАЧЕНИЕ ПОСТОЯННОЙ РИДБЕРГА, определяющей структуру уровней энергий в атомах, БЫЛО ВЫЧИСЛЕНО НЕВЕРНО.
Подобный вывод вдвойне интересен по той причине, что данная постоянная СЧИТАЛАСЬ одной из самых точно измеренных фундаментальных величин, и теперь учёным ПРИДЁТСЯ ЗАНОВО ВЫЧИСЛИТЬ ВСЕ ЗНАЧЕНИЯ, СВЯЗАННЫЕ С НЕЙ.
Что интересно, схожие результаты экспериментов 2010 и 2017 годов, как отмечают учёные из ФИАН, ставят под сомнение наличие «новой физики» во взаимодействии мюонов, тяжелых "кузенов" электрона, и протонов, о которых начали говорить после обнаружения этих аномалий.
С другой стороны, причина расхождений пока остаётся неизвестной, и её раскрытие может вывести российских и немецких физиков на её следы.
А вот оригинал статьи https://science.sciencemag.org/content/358/6359/79 , название «The Rydberg constant and proton size from atomic hydrogen».
Axel Beyer1, Lothar Maisenbacher1,*, Arthur Matveev1, Randolf Pohl1,†, Ksenia Khabarova2,3, Alexey Grinin1, Tobias Lamour1, Dylan C. Yost1,‡, Theodor W. H;nsch1,4, Nikolai Kolachevsky2,3, Thomas Udem1,4
See all authors and affiliations
Science 06 Oct 2017:
Vol. 358, Issue 6359, pp. 79-85
DOI: 10.1126/science.aah6677
How big is the proton?
The discrepancy between the size of the proton extracted from the spectroscopy of muonic hydrogen and the value obtained by averaging previous results for “regular” hydrogen has puzzled physicists for the past 7 years. Now, Beyer et al. shed light on this puzzle (see the Perspective by Vassen). The authors obtained the size of the proton using very accurate spectroscopic measurements of regular hydrogen. Unexpectedly, this value was inconsistent with the average value of previous measurements of the same type. Also unexpectedly, it was consistent with the size extracted from the muonic hydrogen experiments. Resolving the puzzle must now include trying to understand how the old results relate to the new, as well as reexamining the sources of systematic errors in all experiments.
Science, this issue p. 79; see also p. 39
Abstract
At the core of the “proton radius puzzle” is a four–standard deviation discrepancy between the proton root-mean-square charge radii (rp) determined from the regular hydrogen (H) and the muonic hydrogen (µp) atoms. Using a cryogenic beam of H atoms, we measured the 2S-4P transition frequency in H, yielding the values of the Rydberg constant R; = 10973731.568076(96) per meterand rp = 0.8335(95) femtometer. Our rp value is 3.3 combined standard deviations smaller than the previous H world data, but in good agreement with the µp value. We motivate an asymmetric fit function, which eliminates line shifts from quantum interference of neighboring atomic resonances.
The study of the hydrogen atom (H) has been at the heart of the development of modern physics. Precision laser spectroscopy of H is used today to determine fundamental physical constants such as the Rydberg constant R; and the proton charge radius rp, defined as the root mean square (RMS) of its charge distribution. Owing to the simplicity of H, theoretical calculations can be carried out with astonishing accuracy, reaching precision up to the 12th decimal place. At the same time, high-resolution laser spectroscopy experiments deliver measurements with even higher accuracy, reaching up to the 15th decimal place in the case of the 1S-2S transition (1, 2), the most precisely determined transition frequency in H.
Остальное лучше читать в оригинале, потому что приведены ОЧЕНЬ интересные результаты, подтверждающие «второе» уменьшение протона до 5%.
Напомню, что протон – он везде и во всём. И не нужно быть эзотериком, чтобы понять, что происходящее изменение мира (и физиологии в том числе) НЕ ФИКЦИЯ.
Многие спрашивали – почему они не заметили этого «квантового перехода»? Дескать, это всё глупости.
Что тут скажешь – напомню про открытый «ЭФФЕКТ НАБЛЮДАТЕЛЯ» (сами найдёте в интернете), и вот тут тем, кто считает себя эзотериками, должно быть стыдно – ВСЁ ПО СОЗНАНИЮ!
Предположу, что мы стоим на пороге удивительных открытий во всех областях познания.
И пересмотрено ещё будет НЕ одно предположение или гипотеза.
По крайней мере, со страниц напечатанных научных материалов исчезнут, наконец, слова – СЧИТАЛОСЬ, ВОЗМОЖНО, МОЖЕТ БЫТЬ.
Так что исследование продолжается!
Это настоящая детективная история, которая началась примерно в 2003 году и конца ей пока не видно. Захватывающий сюжет – уменьшение размера протона – как вообще такое могло быть?! Какое неуважение к Стандартной модели и прочим гипотезам мира физиков. Неудивительно, что подобная информация была воспринята в «штыки» и самими физиками. Но что поделаешь, если БОГ задумал изменить мир, то мир меняется, независимо от мнений людей любого ранга и класса.
Судите сами.
Краткая предистория (дана по этой ссылке https://nauka.vesti.ru/article/1037230), статья называется «Учёные подтвердили, что размер протона меньше, чем считалось раньше», время выхода 25.01.2013.
Обратите внимание на год – 2013.
Вот сама статья.
Одна из самых распространённых частиц во Вселенной – протон – оказалась одним из главных возмутителей спокойствия в мире физики. Ещё в 2010 году в журнале Nature были опубликованы результаты исследования, показавшие, что диаметр этой фундаментальной составляющей атомного ядра на 4% меньше, чем думали раньше.
Учёный мир пребывал в недоумении и потратил более двух лет, чтобы объяснить это несоответствие. Новая работа ещё больше спутала карты, подтвердив, что реальный размер протона меньше, чем говорят расчёты, основанные на законах физики.
Отметим, что протон не имеет каких-либо чётко различимых границ, поэтому его размеры можно определить лишь по взаимодействию с вращающимися вокруг него частицами (например, электронами). В качестве основного объекта для вычисления диаметра этой положительно заряженной частицы традиционно выступал атом водорода.
Простейший химический элемент состоит из одного протона и одного электрона. При этом электрон вращается вокруг протона на строго определённом расстоянии в зависимости от энергетического уровня. Электрон может перемещаться с одного уровня на другой, поглощая или выделяя энергию в виде фотонов света. Измеряя энергию фотонов, исходящих от возбуждённого атома водорода, физики могут определить допустимое положение орбиталей, и на основании законов квантовой физики рассчитать расстояние от них до протона.
Впервые такие измерения были проведены в 1960-х годах. С тех пор СЧИТАЛОСЬ (обратите внимание на это слово – оно означает, что как на самом деле неизвестно), что радиус протона равен 0,8768 фемтометра или менее одной триллионной миллиметра.
Проблемы начались после того, как о результатах своих измерений заговорила группа физиков, работающих под руководством Рандольфа Поля (Randolf Pohl) из Института квантовой оптики Макса Планка.
Учёные с помощью ускорителя элементарных частиц бомбардировали атомы водорода мюонами. В результате эти нестабильные элементарные частицы, которые в двести раз тяжелее электронов и также имеют отрицательный заряд, вытеснили электроны, заняв их места. Из-за большей массы мюон вращается гораздо ближе к протону и более чувствителен к его диаметру. Поэтому измерения, основанные на таком взаимодействии, гораздо точнее.
В 2010 году Поль и его коллеги впервые опубликовали уточнённый размер протона, равный 0,8418 фемтометра. В обычной жизни разница в 0,00000000000003 миллиметра практически неощутима, но только не в вопросах квантовой физики, где погрешность обычно не превышает долей процента.
Два года спустя та же команда исследователей провела повторные исследования. Как сообщается в статье, опубликованной в журнале Science, учёные также получили мюонные атомы водорода, но на этот раз с помощью лазера переводили тяжёлые отрицательные частицы на другие орбитали, чтобы сделать расчёты на основании нового набора энергетических уровней.
Последние измерения были на порядок точнее, чем в 2010 году. Однако диаметр протона оказался равен 0,8408 фемтометра, что почти полностью соответствует предыдущему результату.
Однако физики так и не нашли точного ответа на вопрос: откуда взялась разница в 4%? В октябре 2012 года в Италии прошёл специальный семинар, в котором приняли участие 50 экспертов по протонам со всего мира. В результате специалисты сошлись во мнении, что между электронами и мюонами существуют некоторые различия, которые находятся вне стандартных физических моделей. Именно они влияют на получаемый результат.
Учёные надеются, что разгадка тайны будет найдена в течение последующих двух-трёх лет. Возможно, что-то прояснится после экспериментов с измерением энергетических уровней в мюонных атомах гелия, которые планируется провести в ближайшие два года.
ОФИЦИАЛЬНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ МЕНЬШЕГО ПРОТОНА произошло спустя не два, а четыре года (2013 – 2017гг).
Ссылка на статью https://ria.ru/20171006/1506348809.html , название статьи «Физики из России и Германии раскрыли аномалии в размерах протона», год 06.10.2017
МОСКВА, 6 октября 2017г – РИА Новости.
Физики из России и Германии впервые ТОЧНО измерили радиус протона и ПОДТВЕРДИЛИ, что эта простейшая частица обладает заметно МЕНЬШИМИ размерами, чем предсказывает теория, и выяснили, что ОДНА ИЗ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ КОНСТАНТ ИМЕЕТ НЕПРАВИЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.
«Это очень точные и впечатляющие замеры, и мы очень серьёзно относимся к данным результатам. Наш комитет скоро начнет очередную встречу, и мы, скорее всего, поменяем и массу протона, и постоянную Ридберга», — завил Кшиштоф Пахуцкий (Krzysztof Pachucki), один из экспертов международной организации CODATA, публикующей данные по всем физическим константам.
Ранее учёные уже вычисляли размер протона как напрямую, обстреливая его при помощи потока электронов, так и косвенным образом, наблюдая за структурой линий в его спектре.
Эти методы дали достаточно разные результаты – в первом случае его радиус составлял примерно 0,897 фемтометра, триллионных долей миллиметра, а во втором — 0,8768 фемтометра. Позже, в 2010 году, другой косвенный метод дал ещё меньший размер протона – 0,84184 фемтометра.
Эти расхождения, как считали учёные семь лет назад (2010-2017), могут указывать на наличие следов "новой физики" в поведении протонов, так как подобный разброс в массах, вычисленных различными путями, НЕЛЬЗЯ было объяснить в рамках Стандартной Модели.
Российские и немецкие учёные под руководством Николая Колачевского, директора Физического института РАН в Москве, выяснили, с чем были связаны эти расхождения, и подтвердили, что радиус протона ДЕЙСТВИТЕЛЬНО МЕНЬШЕ ОЖИДАЕМОГО ПРИМЕРНО НА 5%.
Для этого разработали остроумную методику измерения размеров частицы, которая опирается на некоторые особенности того, как меняется спектр электронов в атоме водорода, "перепрыгивающих" с одной орбитали на другую при столкновении с частицами света, подчиняясь законам квантовой физики.
То, как именно происходит этот процесс, как объясняют исследователи, зависит от радиуса ядра атома, что позволяет очень точно вычислить этот параметр, сравнивая спектр частиц света, которые испускаются возбуждёнными электронами на трёх разных орбиталях.
Руководствуясь этой идеей, обстреливали атомы водорода двумя разными типами лазеров, один из которых, ультрафиолетовый, возбуждал электрон и заставлял его подниматься на одну "ступеньку", а второй, синий – заставлял делать ещё один или два шага вверх. Через некоторое время после этого электрон терял энергию и возвращался назад, испуская фотоны в трёх разных частях спектра.
Изучив эти спектры и очистив их от помех и «квантового шума», был вычислен ТОЧНЫЙ РАДИУС ПРОТОНА – 0,8335 фемтометра, ещё меньшее значение, чем было получено в ходе экспериментов 2010 года.
Это означает, что АНОМАЛИИ В РАЗМЕРАХ ПРОТОНА ДЕЙСТВИТЕЛЬНО ЕСТЬ, и что текущее ЗНАЧЕНИЕ ПОСТОЯННОЙ РИДБЕРГА, определяющей структуру уровней энергий в атомах, БЫЛО ВЫЧИСЛЕНО НЕВЕРНО.
Подобный вывод вдвойне интересен по той причине, что данная постоянная СЧИТАЛАСЬ одной из самых точно измеренных фундаментальных величин, и теперь учёным ПРИДЁТСЯ ЗАНОВО ВЫЧИСЛИТЬ ВСЕ ЗНАЧЕНИЯ, СВЯЗАННЫЕ С НЕЙ.
Что интересно, схожие результаты экспериментов 2010 и 2017 годов, как отмечают учёные из ФИАН, ставят под сомнение наличие «новой физики» во взаимодействии мюонов, тяжелых "кузенов" электрона, и протонов, о которых начали говорить после обнаружения этих аномалий.
С другой стороны, причина расхождений пока остаётся неизвестной, и её раскрытие может вывести российских и немецких физиков на её следы.
А вот оригинал статьи https://science.sciencemag.org/content/358/6359/79 , название «The Rydberg constant and proton size from atomic hydrogen».
Axel Beyer1, Lothar Maisenbacher1,*, Arthur Matveev1, Randolf Pohl1,†, Ksenia Khabarova2,3, Alexey Grinin1, Tobias Lamour1, Dylan C. Yost1,‡, Theodor W. H;nsch1,4, Nikolai Kolachevsky2,3, Thomas Udem1,4
See all authors and affiliations
Science 06 Oct 2017:
Vol. 358, Issue 6359, pp. 79-85
DOI: 10.1126/science.aah6677
How big is the proton?
The discrepancy between the size of the proton extracted from the spectroscopy of muonic hydrogen and the value obtained by averaging previous results for “regular” hydrogen has puzzled physicists for the past 7 years. Now, Beyer et al. shed light on this puzzle (see the Perspective by Vassen). The authors obtained the size of the proton using very accurate spectroscopic measurements of regular hydrogen. Unexpectedly, this value was inconsistent with the average value of previous measurements of the same type. Also unexpectedly, it was consistent with the size extracted from the muonic hydrogen experiments. Resolving the puzzle must now include trying to understand how the old results relate to the new, as well as reexamining the sources of systematic errors in all experiments.
Science, this issue p. 79; see also p. 39
Abstract
At the core of the “proton radius puzzle” is a four–standard deviation discrepancy between the proton root-mean-square charge radii (rp) determined from the regular hydrogen (H) and the muonic hydrogen (µp) atoms. Using a cryogenic beam of H atoms, we measured the 2S-4P transition frequency in H, yielding the values of the Rydberg constant R; = 10973731.568076(96) per meterand rp = 0.8335(95) femtometer. Our rp value is 3.3 combined standard deviations smaller than the previous H world data, but in good agreement with the µp value. We motivate an asymmetric fit function, which eliminates line shifts from quantum interference of neighboring atomic resonances.
The study of the hydrogen atom (H) has been at the heart of the development of modern physics. Precision laser spectroscopy of H is used today to determine fundamental physical constants such as the Rydberg constant R; and the proton charge radius rp, defined as the root mean square (RMS) of its charge distribution. Owing to the simplicity of H, theoretical calculations can be carried out with astonishing accuracy, reaching precision up to the 12th decimal place. At the same time, high-resolution laser spectroscopy experiments deliver measurements with even higher accuracy, reaching up to the 15th decimal place in the case of the 1S-2S transition (1, 2), the most precisely determined transition frequency in H.
Остальное лучше читать в оригинале, потому что приведены ОЧЕНЬ интересные результаты, подтверждающие «второе» уменьшение протона до 5%.
Напомню, что протон – он везде и во всём. И не нужно быть эзотериком, чтобы понять, что происходящее изменение мира (и физиологии в том числе) НЕ ФИКЦИЯ.
Многие спрашивали – почему они не заметили этого «квантового перехода»? Дескать, это всё глупости.
Что тут скажешь – напомню про открытый «ЭФФЕКТ НАБЛЮДАТЕЛЯ» (сами найдёте в интернете), и вот тут тем, кто считает себя эзотериками, должно быть стыдно – ВСЁ ПО СОЗНАНИЮ!
Предположу, что мы стоим на пороге удивительных открытий во всех областях познания.
И пересмотрено ещё будет НЕ одно предположение или гипотеза.
По крайней мере, со страниц напечатанных научных материалов исчезнут, наконец, слова – СЧИТАЛОСЬ, ВОЗМОЖНО, МОЖЕТ БЫТЬ.
Так что исследование продолжается!
источник: https://www.proza.ru/2019/09/08/881