Физики определили размер протона с беспрецедентной точностью

Физики из Германии задействовали перспективную технологию спектроскопии частотной гребенки для экспериментального определения размера ядра атома водорода с беспрецедентной точностью. Размер протона, как пишет информационное агентство РИА Новости, ссылающееся на издание Science, удалось определить с точностью до 13 знаков после запятой.

Протон — элементарная частица, образующая ядро водорода. Последний представляет собой самый простой и самый распространенный во Вселенной химический элемент. Атом водорода состоит из одного протона и одного электрона. Физики отмечают, что электрон в атоме водорода "чувствует" размер протона — это отражается в минимальных сдвигах его энергетических уровней.

Десятки лет подряд физики применяли в расчетах одну и ту же величину в качестве радиуса протона в атоме водорода. Однако спектроскопический анализ т.н. мюонного водорода (в его атомах электрон заменен в двести раз более тяжелым двойником) показал, что протоны в атомах вещества на 4% меньше, чем протоны обыкновенного водорода.

Для того, чтобы разобраться в этом противоречии теории квантовой электродинамики (согласно теории, радиусы протонов в обычном и мюонном водороде должны совпадать), сотрудники Института квантовой оптики Макса Планка измерили протон при помощи метода генерации высокоинтенсивных ультракоротких оптических импульсов (метод частотной гребенки). Физики получили значение в два раза точнее существующих — радиус протона составил 0.8482 фемтометров.