물리학자들은 양성자 크기 퍼즐을 풀었다고 생각합니다.

수수께끼 같은 불일치

다양한 그룹의 후속 측정에서는 결론이 나지 않았습니다. 예를 들어, 2013년에 동일한 국제 팀이 2010년 값을 확인한 뮤온 기반 실험을 수행하여 양성자 반경에 대해 0.84펨토미터의 측정값을 생성했으며 불일치는 7시그마였습니다. 2016년의 또 다른 실험 변형에서는 전자를 중수소 원자(수소의 더 무거운 동위원소)의 뮤온으로 대체하고 중성자와 양성자와 전자로 대체하는 것이 포함되었습니다. 중성자의 존재가 전자와 뮤온이 양성자의 전하를 인식하는 방식을 바꿀 것이라는 생각이었습니다. 이 역시 2010년 결과와 일치했다.

그러나 양성자 반경을 측정하기 위해 일반 수소를 사용한 두 가지 실험에서는 혼합된 결과가 나왔습니다. 2017년 연구에서도 2010년 결과가 확인되었지만 2018년 측정에서는 2010년 실험 이전의 더 큰 값과 일치했습니다. 2019년 요크 대학교 과학자들은 다양한 상충되는 결과를 합의에 더 가깝게 만들기 위해 전자 기반 양성자 반경 측정을 선택했습니다. 결과: 0.833 펨토미터의 측정값은 2010년 연구의 더 작은 값과 일치했습니다.

이는 우리에게 진공 챔버에서 수소 원자를 사용한 실험과 관련된 최신 두 논문을 제시합니다. 그들은 레이저를 사용하여 전자를 제어하고 에너지 간의 전이를 측정했습니다. 이를 통해 그들은 양성자의 전하 반경의 정확한 크기를 추론할 수 있었습니다. 결합된 결과에 따르면 양성자의 반경은 약 0.84펨토미터, 즉 100만분의 1미터 미만이며, 이는 다시 한번 논쟁을 촉발한 2010년 측정값과 일치합니다.

“양성자 반경은 보편적인 특성이어야 합니다. 어떻게 보든 동일한 결과를 제공해야 합니다”라고 두 실험에 참여하지 않은 네덜란드 브리예 대학교 암스테르담(Vrije University Amsterdam)의 물리학자인 Juan Rojo는 New Scientist에 말했습니다. “이것이 바로 이 두 논문이 매우 좋은 이유입니다. 동일한 숫자에 대해 서로 다른 관점을 제공하기 때문입니다.”