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作者:冯维维 来源: 发布时间:2017/7/4 13:46:27
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质子比想象更轻 或将解开一大谜题

物理学的很多问题都依赖于质子的质量。 图片来源:William Andrew/Getty

 

质子减去了一点重量。一项约束质子质量的新实验发现,这种亚原子粒子比此前认为的轻300亿分之一。这比此前最佳的测试精确了3倍。

所有原子都包含至少一个质子,这意味着测量其最简单的特征——大小、电荷和质量将将有助回答物理学领域一些大问题,包括诸如宇宙中含有的物质为什么比反物质更多。

该研究背后的国际团队使用了对百万分之一(ppt)级质量敏感的工具,这相当于能够测量落在一家三角钢琴上的一根睫毛的质量。

这一测量是在一个1.5公升的密封罐中进行的,里面所有的空气都被泵出并冷却到近绝对零度。“这个容器被密封了,所以它与外部世界没有任何关联。”德国马普学会核物理研究所带领这项研究的Sven Sturm说。

一个电子束被用来轰炸密封罐内的一个塑料目标。该团队利用一个被称为彭宁离子阱的装置,以限制电磁场中的一个质子。该质子在磁场中画着圈移动,通过测量其速度,该团队可以计算其质量。

“这是非常非常精确的实验,他们利用了非常复杂的方法。”并未参加这一研究的Peter Mohr说。Mohr是英国科技数据委员会(CODATA)的成员,该团队收集基础物理测量并定期发表供app界使用的标准值。

降低质子质量有助于人们让一些研究更加精细,如旨在了解为什么宇宙中的物质量超过反物质量的研究,欧洲核子研究委员会ALPHA实验项目的Makoto Fujiwara说,该项目旨在寻找氢气及其反物质配对物的差异。(冯维维)

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