Schizzo della configurazione della trappola. La torre trap include due trappole di stoccaggio separate (ST-I, ST-II), la trappola di misura (MT) e una trappola di riferimento (RT) per il monitoraggio del campo magnetico, che attualmente non è utilizzato. Gli ioni vengono creati in situ utilizzando un mini-EBIT. Spostando gli ioni tra le trappole di stoccaggio e la MT, il tempo tra misurazioni successive è ridotto al minimo. Circuiti individuali di rivelazione superconduttori per il protone (blu) e per lo ione carbonio (rosso), consentono misurazioni alle identiche configurazioni di campo elettrostatico e garantiscono quindi la stessa posizione e campo magnetico. Credito:arXiv:1706.06780 [fisica.atom-ph]
(Phys.org) — Un team internazionale di ricercatori ha sviluppato un nuovo modo per misurare la massa di un protone e ha scoperto che la particella è circa 30 miliardesimi di percento in meno di quanto si pensasse in precedenza. Il gruppo ha scritto un documento che descrive il processo e i risultati e lo ha caricato sul server di prestampa arXiv .
Da un po 'di tempo, la massa atomica di un protone è stata una misura standard accettata utilizzata per calcolare altre proprietà fisiche. Ora, sembra che i ricercatori debbano rivisitare alcune di queste entità poiché la misurazione più accurata della massa di un protone mostra meno massa di quanto si credesse.
In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno sparato un fascio di elettroni su un atomo bersaglio selezionato tenuto in una camera a vuoto refrigerata, rilasciando un protone. Il gruppo è stato quindi in grado di isolare il protone in una trappola di Penning, che è un dispositivo che crea sia un campo elettronico che magnetico. Dentro la trappola, il protone si muoveva in cerchio:misurare la sua velocità ha permesso ai ricercatori di calcolarne la massa, che era 1,007 276 466 583(15)(29) unità di massa atomica. I 15 tra parentesi rappresentavano l'incertezza statistica ei 29 che seguivano rappresentavano l'incertezza sistematica.
Il gruppo riferisce che la loro tecnica era tre volte più precisa di qualsiasi altra tecnica utilizzata fino ad oggi.
Altri hanno notato che effettuare misurazioni più precise di protoni e altre particelle potrebbe spiegare alcuni dei grandi misteri della fisica, ad esempio perché il raggio di un protone è risultato essere più piccolo di quanto suggerito dalla teoria, o perché c'è più materia che antimateria. Potrebbe anche aiutare gli sforzi di ricerca che esplorano le apparenti discrepanze tra protoni e antiprotoni.
Il gruppo di ricerca ha chiarito i suoi piani per continuare a perfezionare la sua tecnica di misurazione:il loro obiettivo è migliorare la misurazione di un protone di un fattore sei. Nel frattempo, se altri sono in grado di riprodurre il lavoro del team, la nuova misura potrebbe essere inclusa nel nuovissimo CODATA, la cui pubblicazione è prevista tra pochi mesi.
© 2017 Phys.org
