Эксперты измерили радиус ядра гелия при помощи лазерной системы

Размер ядра гелия был определен с использованием экзотических атомов гелия, в которых один электрон был заменен его более тяжелым родственником, мюоном. Результат проливает свет на загадку десятилетней давности относительно радиуса протона. Информацию передает новостное издание “Московские новости”.

Гелий - второй по распространенности элемент во Вселенной после водорода. Ядро его наиболее распространенного изотопа, гелия-4, состоит из двух протонов и двух нейтронов и называется α-частицей. Эта частица более компактна, чем другие легкие ядра - например, она примерно на 20% меньше ядра изотопа водорода дейтерия, которое содержит только один протон и один нейтрон. 

Точный размер α-частицы представляет особый интерес из-за эксперимента десятилетней давности, который показал, что радиус протона значительно меньше, чем предполагалось. Этот результат привел к многочисленным спекуляциям о возможных недостающих частях стандартной модели физики элементарных частиц. Ученые полагают, что определение размера α-частиц сильно ограничивает ориентир для теории ядерной структуры.

Авторы измерили размер α-частиц с помощью метода, известного как лазерная спектроскопия. Лазерная спектроскопия ранее использовалась для непосредственного определения размеров только протона и ядра дейтерия. 

Краут и его коллеги применили этот подход к α-частице хитроумным методом. В результате лазерная спектроскопия примерно в восемь миллионов раз более чувствительна к размеру α-частиц, когда используется мюонный ион гелия, а необычный однозарядный ион гелия. Результатом этих героических усилий является определение радиуса α-частицы с точностью до одного аттометра (10–18 м). Это значение примерно в пять раз точнее измерений, основанных на электрон-гелиевом рассеянии.

Эксперты измерили радиус ядра гелия при помощи лазерной системы

Наверх