Üllatus – tuumaosake osutus kergemaks kui seni arvatud

Foto: Friedrich Saurer / Alamy / VidaPress

Prootoni mass on asi, mida me kõik oleme keskkooli füüsikatundides õppinud. Nüüd aga selgub, et senised arvutused on hinnanud tuumaosakese massi tegelikust arvestatavalt suuremaks.

Kuna prootoni näol on tegemist üliväikese osakesega, ei ole suuruste erinevus mõistagi inimestele tajutav – uus hinnang on varasematest madalam vaid 30 miljondiku protsendi võrra. Ometigi on see statistiliselt enam kui oluline – statistilistes terminites on erinevus koguni kolm standardhälvet. Uus kaal on 1,007276466583 aatom-massiühikut

Nii väikese osakese massi on mõistagi väga keeruline mõõta. Uute täpsete tulemuste saamiseks püüdsid teadlased prootoni ülitugevasse elektrivälja «lõksu» samal ajal, kui tugev magnetväli sunnib seda tiirlema. Tiirlemise kiirus on aga seotud prootoni massiga. Mõõtes kiirust ongi võimalik tuletada ka mass. Tavaliselt võtab üks selline mõõtmine aega ligi pool tundi, kuid selle aja jooksul võib esineda kõikumisi magnetvälja tugevuses või teistes tulemusi mõjutavates parameetrites. Seetõttu kasutasid uuringu avaldanud saksa teadlased seekord uut meetodit, kus samad mõõtmised viidi läbi vaid kolme minutiga.

Nagu ütles Science’ile Florida Ülikooli füüsik Edmund Myers, on tegemist olulise parandusega: «Ma ei näe nende tehtus ühtegi viga, nad on head tööd teinud.»

Miks varasemad uuringud prootoni massi tegelikust suuremaks hindasid, ei ole veel lõpuni selge. Küll aga sobivad uued mõõtmistulemused varasematest paremini ka viimasel ajal tehtud heeliumi aatomi mõõtmistega.

Uuringut juhtinud Max Plancki Tuumafüüsika Instituudi teadlase Sven Sturm avaldas uuringust rääkides lootust, et teised grupid kordavad läbi viidud mõõtmisi, et selle tulemusi veelgi kinnitada.

Prootoni mõõtmist kirjeldav teadusartikkel ilmus ajakirjas Physical Review Letters.