Zinātnieki nesen atklājuši, ka Visuma uzbūves pamatvienība - protons - ir nedaudz mazāks nekā līdz šim tika uzskatīts. Kā vēstīts žurnālā „Nature”, pēdējie mērījuma rezultāti „atņēmuši” protonam 4% no tā rādiusa. Ja šie rezultāti tiks apstiprināti, tad tas raisīs pārdomas par fundamentāliem priekšstatiem kvantu elektrodinamikā - teorijā, kas apraksta fotonu un matērijas mijiedarbību.

Jau ilgus gadus fiziķi, kas nodarbojas ar elementārdaļiņu pētīšanu, lietoja ūdeņradi kā etalonu, lai noteiktu izmēru protonam, kas atrodas ūdeņraža kodolā. Ūdeņraža priekšrocība ir tā nepārspētā vienkāršība: viens elektrons riņķo ap vienu protonu. Taču, balstoties uz jaunajiem pētījumiem, šī izmēra noteikšana ir bijusi ar nelielu, taču diezgan būtisku kļūdu. Jauno eksperimentu precizitāte ir 10 reizes augstāka nekā iepriekš veikto. Doma par šādu eksperimentu bija jau pirms 40 gadiem, taču nepieciešamā tehnoloģija ir attīstīta tikai tagad.

Jaunā eksperimenta pamatā ir aizstāt ūdeņraža atomā elektronu ar mionu. Mions ir elementārdaļiņa, kuras lādiņš un spins ir vienāds ar attiecīgajiem raksturlielumiem elektronā, taču būtiskā atšķirība ir masa, kas mionam ir aptuveni 200 reizes lielāka.
Lielāka masa nodrošina to, ka mions riņķo tuvāk ūdeņraža kodolam. Esot tuvāk kodolam, mions ar to mijiedarbojas daudz vairāk nekā elektrons ar kodolu parastā ūdeņraža atomā. Tas ļauj daudz detalizētāk izpētīt pašu protonu.   

Viens no profesoriem, kas piedalās jaunā eksperimenta veikšanā, apraksta to kā skaistu sava darba daļu, jo iegūt mionu elektrona orbītā jau pats par sevi ir ļoti fascinējoši. Ir jāizveido negatīvi lādēto mionu stars, kas jāšauj cauri gāzei. Mions, ejot cauri gāzei, saduras ar elektroniem uz zaudē enerģiju. Dažkārt mions zaudē pietiekoši daudz enerģijas, lai ūdeņraža kodols spētu to satvert un likt riņķot ap sevi orbītā, kura raksturojama ar augstu enerģiju. Pēc tam mions izstarošanas procesa rezultātā nonāk uz zemākas orbītas, kurā jau var veikt precīzus protona raksturlielumu mērījumus.

Šobrīd vēl ir ļoti grūti pateikt, kā jaunais atklājums ietekmēs mūsu izpratni par elementārdaļiņu standartmodeli, un, kamēr fiziķi analizēs eksperimenta rezultātus, paši eksperimentatori jau plānos nākošo eksperimentu, kurā centīsies iegūt ap Hēlija kodolu riņķojošus mionus. 

Avots: www.abc.net.au/science