Quão pequeno é o Próton?

Scientific American Magazine
Tradução do inglês para português (by Google translate)

Os físicos têm sido coçar a cabeça desde julho, quando uma equipe de pesquisadores anunciou que o próton, o bloco básico de construção da matéria, é de 4 por cento menor do que se pensava anteriormente. A descoberta, publicada na revista Nature, os confrontos com as previsões teóricas com base em eletrodinâmica quântica, ou QED, a teoria fundamental da força eletromagnética que tinha passado nos testes mais rigorosos na física.
Randolf Pohl do Instituto Max Planck de Óptica Quântica em Garching, na Alemanha, e seus colaboradores usaram um laser para sondar exóticos, os átomos de hidrogênio pelo homem no qual as partículas elementares conhecidas como múons, substituiu o habitual elétrons orbitam o núcleo de prótons único. a energia do laser faz a átomos fluorescência em comprimentos de onda característicos de raios-X. Os comprimentos de onda refletiu uma série de efeitos sutis, incluindo o fato pouco conhecido que uma partícula em órbita, seja um muon ou elétrons geralmente voa em linha reta através do próton. Isso é possível porque os prótons são compostos de pequenas partículas elementares (principalmente três quarks), e a maioria do espaço dentro de um próton está realmente vazia.
Ao calcular os efeitos do raio do protão sobre como voar através trajetórias, os pesquisadores foram capazes de estimar o raio de prótons a ser 0,84184 femtometer (um femtometer é um quadrilionésimo de um metro). Este valor é menor do que todas as medições feitas anteriormente, a qual variou entre 0,8768 e 0,897 femtometer. (De qualquer maneira, o próton é muito menor do que mesmo um átomo de hidrogênio: se o átomo fosse do tamanho de um campo de futebol, o próton seria do tamanho de uma formiga.)
Ao lidar com quantidades tão pequenas, a possibilidade de erro existe sempre. No entanto, após 12 anos de penosos esforços (“Você precisa ser teimoso”, disse Pohl), os membros da equipe estão confiantes de que alguns imprevistos na sutileza seu aparelho não tenha jogado fora sua medição. Os teóricos também têm verificado duas vezes os cálculos envolvidos na interpretação de comportamento dos múons e predizer o tamanho dos prótons, que são relativamente simples, diz Ulrich D. Jentschura, um teórico da Universidade de Missouri da Ciência e Tecnologia em Rolla.
Alguns físicos têm sugerido que a interação entre os múons e do próton pode ser complicada por pares imprevisíveis das partículas e suas anti-partículas, que aparecerá brevemente no vácuo e em torno do núcleo. Os candidatos mais prováveis, Jentschura diz, são anti-elétron pares de elétrons, que não devem aparecer na física do cotidiano de átomos, pelo menos não de acordo com a teoria padrão. “Poderia ser a primeira indicação de que algo está errado com a nossa imagem” do QED, diz Krzysztof Pachucki, um teórico da Universidade de Varsóvia, na Polônia. A teoria pode precisar de alguns ajustes, mas provavelmente não uma revisão completa, diz ele. Seja qual for a resposta, os físicos provavelmente terá muito para manter a coçar a cabeça sobre para os próximos anos.

Dicionário – Ver dicionário detalhado

testo original:  http://www.scientificamerican.com/sciammag/?contents=2010-10

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Publicado em 01/10/2010, em Ciência e tecnologia. Adicione o link aos favoritos. Deixe um comentário.

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