Международный коллектив ученых их коллаборации CREMA измерил радиус дейтерона — ядра дейтерия, состоящего из протона и нейтрона — в мюонном дейтерии и нашел, что он меньше, чем в обычном дейтерии с электроном. Это означает, что загадка радиуса протона сохраняется, пишет Quanta Magazine. Ученые опубликовали свое исследование в Science.
Протон — это позитивно заряженная частица в ядре атома. Она состоит из кварков и глюонов. Физики десятки лет пытались измерить радиус протона. И вот в 2010 году с помощью лазерной спектроскопии ученые под руководством Рандольфа Пола (Randolf Pohl) из Института квантовой оптики общества Макса Плана (Германия) дали самую точную оценку радиуса протона — 0,84 фемтометра, и в тоже время показали, что радиус протона не постоянен. Когда вокруг него вращается мюон, радиус уменьшается, по сравнению с тем, когда вокруг него вращается только электрон. В 2013 ученые еще раз уточняли результат.
И вот новая работа того же коллектива, в которой измерялся зарядовый радиус дейтерона, определяемый по характеру взаимодействия с отрицательным зарядом. Полученный результат сравнили с радиусом дейтерона в обычном дейтерии, где присутствует электрон. И снова радиус дейтерона в присутствии мюона оказался меньше на 0,8 процента, чем его радиус в присутствии электрона. Получается, что теперь физики видят два расхождения.
Среди попыток объяснить расхождения высказываются идеи о присутствии какой-то силы природы, еще неизвестной науке, которая сигнализирует о новой физике — той, что за пределами Стандартной модели. Сам Пол склонен списывать расхождения на счет ошибок измерения. Впрочем он допускает и иной вариант. «Если когда-то в будущем кто-то откроет что-то за пределами Стандартной модели, это будет в таком роде», — сказал он и уточнил, что за одним маленьким расхождением последует другое и затем еще одно, и так теория медленно приблизится к фундаментальному сдвигу.
[На фотографии: ученые облучали лазером газообразный мюонный дейтерий, чтобы измерить его ядро. Randolf Pohl]
