BRATISLAVA. Protóny sú veľmi ľahučké. Keby ste jeden kilogram vydelili miliardou, ďalšou miliardou a ešte jednou miliardou, dostali by ste sa približne k hmotnosti protónu.
Len ťažko predstaviteľné číslo sa teraz podarilo odmerať presnejšie. Vedci zistili, že je ešte ľahší, ako predpokladali.
Zistenia uverejnili vo vedeckom časopise Physical Review Letters.
Malý a obrovský zároveň
Protóny – malé a kladne nabité častice – sú všade okolo nás. Nachádzajú sa v jadre každého atómu.
Poznať presnú hmotnosť protónu je dôležité najmä pre atómových fyzikov. Ak poznajú jeho hmotnosť, môžu lepšie testovať základné fyzikálne teórie.
Vedci z Inštitútu pre nukleárnu fyziku Maxa Plancka v Heidelbergu použili najpresnejšiu dostupnú metódu merania – merania boli trikrát presnejšie ako dosiaľ.
Vyšla im výsledná hmotnosť protónu 1,007276466583 atómových hmotnostných jednotiek.
Nová hodnota je menšia o 30 miliardtín percenta než výsledky z predošlých výskumov. Rozdiel môže pôsobiť zanedbateľne, pre fyzikov je však obrovský.
Ako odmerali hmotnosť protónu
Na zmeranie hmotnosti použili fyzici takzvanú Penningovu pascu. Zariadenie v sebe spája silné elektrické a magnetické polia. To prvé dokáže častice chytiť do pasce a druhé ich núti robiť pohyb v kruhu.
Pohyb častice, v tomto prípade protónu, sa tak dá vyjadriť v troch vibračných frekvenciách. Pomocou nich dokázali vedci vypočítať hmotnosť protónu.
Aby zabezpečili úplnú presnosť merania, experiment vykonali aj na izotope uhlíka 12C, ktorý má hmotnosť presne 12 atómových hmotnostných jednotiek.
„Priamo sme ho použili na porovnanie,“ vysvetľuje v tlačovej správe Chem Europe jeden z autorov štúdie Sven Sturm.
„Najskôr sme uložili jeden protón a jeden uhlíkový ión do oddelených časti nášho Penningovho zariadenia. Potom sme striedavo prenášali každú z dvoch častíc do centrálneho meracieho priestoru a merali jeho pohyb.“
Z pomeru hodnôt potom získali výskumníci hmotnosť protónu priamo v požadovaných jednotkách.
