Κυριακή 24 Οχτώβρη 2010
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
Σελίδα 7
ΕΝΘΕΤΗ ΕΚΔΟΣΗ: "7 ΜΕΡΕΣ ΜΑΖΙ"
ΠΟΙΚΙΛΗΣ ΥΛΗΣ - ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Πόσο μικρό είναι τελικά το πρωτόνιο;

Από τον Ιούλη, όταν μια ερευνητική ομάδα ανακοίνωσε ότι το πρωτόνιο, ένα από τα βασικά συστατικά της ύλης στο υποατομικό επίπεδο, είναι στην πραγματικότητα 4% μικρότερο απ' όσο θεωρούνταν ως τώρα, οι φυσικοί ξύνουν το κεφάλι τους. Το εύρημα αντιφάσκει με τις θεωρητικές προβλέψεις της κβαντικής ηλεκτροδυναμικής (QED), της βασικής θεωρίας για το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, η οποία έχει περάσει τους πιο εξονυχιστικούς πειραματικούς ελέγχους στη φυσική.

Ο Ράντολφ Πολ του Ινστιτούτου Μαξ Πλανκ Κβαντικής Οπτικής στη Γερμανία και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν ένα λέιζερ για να εξετάσουν εξωτικά, τεχνητά άτομα υδρογόνου, στα οποία αντί για το συνηθισμένο ηλεκτρόνιο που περιφέρεται γύρω από ένα πρωτόνιο, υπάρχει ένα μουόνιο (άλλο είδος υποατομικού σωματιδίου). Η ενέργεια του λέιζερ έκανε τα τεχνητά άτομα να φθορίσουν σε χαρακτηριστικά μήκη κύματος στο φάσμα των ακτίνων Χ. Αυτά τα μήκη κύματος μεταξύ άλλων κατέδειξαν ένα ελάχιστα γνωστό φαινόμενο κατά το οποίο ένα σωματίδιο που περιφέρεται γύρω από τον πυρήνα, είτε είναι μουόνιο, είτε είναι ηλεκτρόνιο, ορισμένες φορές «πετάει» μέσα από ένα πρωτόνιο. Αυτό είναι δυνατό επειδή τα πρωτόνια απαρτίζονται από μικρότερα στοιχειώδη σωματίδια (κυρίως τρία κουάρκ), ενώ ο υπόλοιπος χώρος που καταλαμβάνει το πρωτόνιο είναι «κενός».

Υπολογίζοντας την επίδραση του μεγέθους του πρωτονίου σε τέτοιες «πτήσεις» διαμέσου, οι ερευνητές υπολόγισαν ότι η ακτίνα του πρωτονίου είναι 0,84184 φεμτόμετρα (τετράκις εκατομμυριοστά του μέτρου). Αυτό το μέγεθος είναι μικρότερο από το αποτέλεσμα όλων των προηγούμενων μετρήσεων, που κυμαίνονταν μεταξύ 0,8768 και 0,897 φεμτόμετρων (Βέβαια, τόσο με τις προηγούμενες όσο και με τη νέα μέτρηση το πρωτόνιο είναι πολύ μικρότερο από το άτομο του υδρογόνου. Αν το άτομο είχε το μέγεθος ενός ποδοσφαιρικού γηπέδου, το πρωτόνιο θα είχε το μέγεθος ενός μυρμηγκιού...).

Στη μέτρηση τόσο μικρών μεγεθών η πιθανότητα λάθους δεν μπορεί να αποκλειστεί. Ωστόσο, μετά από 12 χρόνια επίμονων προσπαθειών, τα μέλη της επιστημονικής ομάδας που έκανε την ανακοίνωση νιώθουν βέβαιοι ότι δεν έχουν κάνει κάποιο πειραματικό λάθος. Ούτε οι θεωρητικοί φυσικοί που έλεγξαν τη δημοσίευση βρήκαν κάποιο λάθος στους υπολογισμούς που σχετίζονται με τη συμπεριφορά του μουονίου.

Ορισμένοι ερευνητές διατυπώνουν την υπόθεση ότι η αλληλεπίδραση ανάμεσα στα μουόνια και τα πρωτόνια μπορεί να είναι πιο σύνθετη, με εμπλοκή ζευγών σωματιδίων και αντισωματιδίων, που εμφανίζονται στιγμιαία από το «κενό» μέσα και γύρω από τον πυρήνα και συγκεκριμένα ζευγών ηλεκτρονίου - αντιηλεκτρονίου (ποζιτρονίου). Αυτό όμως δεν προβλέπεται από το Καθιερωμένο Μοντέλο της υποατομικής φυσικής. Αλλοι θεωρούν ότι ίσως η κβαντική ηλεκτροδυναμική χρειάζεται κάποια προσαρμογή. Σε οποιαδήποτε περίπτωση οι φυσικοί θα έχουν ένα ακόμα ερώτημα προς απάντηση, που θα τους βασανίζει ίσως για πολλά χρόνια.


Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»


Κορυφή σελίδας
Ευρωεκλογές Ιούνη 2024
Μνημεία & Μουσεία Αγώνων του Λαού
Ο καθημερινός ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ 1 ευρώ