Главная книга сайта Форнит: «Мировоззрение».
Другие книги: «Познай себя», «Основы адаптологии» и «Вне привычного».
 
Короткий адрес страницы: fornit.ru/1821
Содержание журнала Достижения науки, техники и культуры
Ссылка на первоисточник статьи: http://compulenta.computerra.ru/veshestvo/fizika/10010317/.

Загадку радиуса протона может разрешить квантовая гравитация

Автор: Александр Березин

Вспоминая горячие дискуссии о форме электрона и степени опасности его зубов, сразу оговоримся: протон, состоящий из трёх кварков (двух верхних и одного нижнего), имеет то, что принято называть его радиусом, а считается им то расстояние, на котором плотность заряда снижается до определённого значения.

Чтобы измерить сей радиус, используют взаимодействие протона (для чего берут ядро атома водорода) и электрона, контактирующего, в свою очередь, с ядром. Электрон обращается вокруг протона по определённым орбиталям — дискретным энергетическим уровням, часть которых зависит от этих самых размеров протона. Отслеживая поведение электронов, его и измеряют.

Но есть альтернативный подход: вместо электрона в ход идёт мюон, который в 200 раз тяжелее, а потому вращается вокруг протона по более низкой орбитали. Этот метод определяет размер протона, по идее, куда точнее. В 2010 году подобные измерения произвели небольшую сенсацию: выяснилось, что вместо более точной оценки получилась... принципиально иная. И это заставило усомниться в «идеальности» квантовой электродинамики, на расчётах которой основывались ожидаемые параметры протона...

В новой работе, опубликованной в журнале Europhysics Letters, физик Роберто Онофрио (Roberto Onofrio) из Падуанского университета (Италия) предположил, что эксперимент с мюонным водородом может быть «не странной ошибкой», а указанием на квантовую гравитацию, точнее — на новую её теорию, основанную на объединении гравитации и слабого взаимодействия. Такую теорию учёный называет «гравитослабым объединением».

В его сценарии ньютоновская гравитация работает, как обычно, на больших дистанциях, а на очень малых принимает другую форму, и сила такого гравитационного взаимодействия равна силе взаимодействия заряженных слабых токов, возникающих среди субатомных частиц. Ну а взаимодействия слабых токов можно рассматривать как проявление квантованной структуры гравитации вблизи или ниже масштаба Ферми.

Как показывает г-н Онофрио, квантовая гравитация придаёт дополнительную связывающую энергию в экспериментах с мюонным водородом, объясняя то, что радиус протона в них получается меньшим, чем в опытах с электронами, где радиус протона измерялся в сравнении с различием между двумя энергетическими уровнями, известными как лэмбовский сдвиг.

По расчётам Роберто Онофрио, «взнос» гравитационной энергии в опытах с обычным ядром атома водорода примерно на два порядка слабее, чем в экспериментах с мюонным водородом, поскольку мюон в пару сотен раз тяжелее электрона. Следовательно, этот вклад должен быть заметен при измерении лэмбовского сдвига обычного водорода, и отсутствие последнего в экспериментах указывает на существование взаимодействия, чувствительного к аромату, как это имеет место с взаимодействием слабых заряженных токов.

Как проверить эту теорию? Учёный считает, что это просто, благо его «объяснение основывается на массе ядра, так что можно провести дополнительные эксперименты с вариантами мюонного водорода... включая, в частности, лэмбовский сдвиг в мюонном дейтерии и спектроскопию мюонного гелия». Предсказания для мюонного дейтерия он уже внёс в свою работу, так что их осталось лишь сверить с экспериментом.

Таким образом, выходит, что мюонный водород может быть использован для проверки разных сценариев гравитослабого объединения; при этом посредством слабых взаимодействий удастся получить доказательства гравитационных эффектов на очень малых масштабах.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Europhysics Letters.


Обсуждение Еще не было обсуждений.




Оценить статью >> пока еще нет оценок, ваша может стать первой :)

   
Архив новостей
Анонсы новостей сайтов-участников    http://www.scorcher.ru/xml/news.rss - что это?
Протест очевидности или почему люди спорят?
Невероятное у нормальных людей и животных стимулирует исследовательское поведение, а очевидное заставляет оставаться при своем мнении: Протест очевидности или почему люди спорят?.
06-08-2018г.

Как жить чужим умом
Оптимальная стратегия использования чужих решений: Как жить чужим умом.
30-07-2018г.

Комментарии по лекциям Вячеслава Дубынина
Замечания по отдельным характерным спорным утверждениям: Комментарии по лекциям Вячеслава Дубынина.
27-07-2018г.

Социальная значительность
О всеобъемлющей, нарастающей проблеме общества: Социальная значительность.
19-07-2018г.

Расширение личной памяти
Каждый авторизованный может расширить свою память: Расширение личной памяти.
18-06-2018г.

Адаптивное обучение
Статья определяет необходимое в организации идеальной системы обучения с учетом механизмов организации психики - как иерархической системы усложняющихся уровней индивидуальной и социальной адаптивности (системы адаптивности на основе произвольности).
Адаптивное обучение.
18-05-2018г.

Тишина мысли
О выделенной зоне субъективного осознания и барьере произвольного внимания: Тишина мысли.
03-05-2018г.

Социальные проблемы психики
Цель статьи - показать общее сплетение проблем современности, увидеть общие основы, их порождающие: Социальные проблемы психики.
08-04-2018г.

Развитие ребенка и влияние родителей
Как родители и педагоги могут оптимизировать развитие ребенка и его обучение: Развитие ребенка и влияние родителей.
24-03-2018г.

Эффектор для фото
Сделал отдельное приложение, независимое от галереи: Эффектор для фото.
20-03-2018г.

Яндекс.Метрика
 посетителейзаходов
сегодня:22
вчера:11
Всего:11391308