Croquis de la configuration du piège. La tour de trappe comprend deux trappes de stockage séparées (ST-I, ST-II), le piège de mesure (MT) et un piège de référence (RT) pour la surveillance du champ magnétique, qui n'est actuellement pas utilisé. Les ions sont créés in situ à l'aide d'un mini-EBIT. En faisant la navette des ions entre les pièges de stockage et le MT, le temps entre les mesures successives est minimisé. Circuits de détection supraconducteurs individuels pour le proton (bleu) et pour l'ion carbone (rouge), permettent des mesures à des configurations de champ électrostatique identiques et garantissent ainsi la position et le champ magnétique identiques. Crédit :arXiv :1706.06780 [physics.atom-ph]
(Phys.org) - Une équipe internationale de chercheurs a développé une nouvelle façon de mesurer la masse d'un proton et a découvert que la particule était environ 30 milliardièmes de pour cent de moins qu'on ne le pensait auparavant. Le groupe a rédigé un article décrivant son processus et ses résultats et l'a téléchargé sur le serveur de prépresse arXiv .
Depuis quelque temps maintenant, la masse atomique d'un proton a été une mesure standard acceptée utilisée pour calculer d'autres propriétés physiques. Maintenant, il semble que les chercheurs devront peut-être revoir certaines de ces entités car la mesure la plus précise jamais réalisée de la masse d'un proton montre une masse inférieure à ce que l'on croyait.
Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont tiré un faisceau d'électrons sur un atome cible sélectionné conservé dans une chambre à vide réfrigérée, libérant un proton. Le groupe a ensuite pu isoler le proton dans un piège de Penning, qui est un dispositif qui crée à la fois un champ électronique et magnétique. A l'intérieur du piège, le proton tournait en rond - la mesure de sa vitesse a permis aux chercheurs de calculer sa masse, qui était de 1,007 276 466 583(15)(29) unités de masse atomique. Les 15 entre parenthèses représentaient l'incertitude statistique et les 29 qui suivaient représentaient l'incertitude systématique.
Le groupe rapporte que leur technique était trois fois plus précise que toute autre technique utilisée à ce jour.
D'autres ont noté que des mesures plus précises des protons et d'autres particules pourraient expliquer certains des grands mystères de la physique, comme par exemple pourquoi le rayon d'un proton s'est avéré être plus petit que ce que la théorie a suggéré, ou pourquoi il y a plus de matière que d'antimatière. Cela pourrait également aider les efforts de recherche explorant les divergences apparentes entre les protons et les antiprotons.
Le groupe de recherche a clairement indiqué son intention de continuer à affiner sa technique de mesure. Son objectif est d'améliorer la mesure d'un proton d'un facteur six. Pendant ce temps, si d'autres sont capables de reproduire le travail de l'équipe, la nouvelle mesure pourrait être incluse dans le plus récent CODATA, dont la publication est prévue dans quelques mois.
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