Phát hiện chấn động về kích thước mới của hạt proton pptx

Phát hiện chấn động về kích thước mới của hạt proton Các nhà khoa học đã vô cùng ngạc nhiên khi phát hiện ra rằng hạt proton có kích thước nhỏ hơn rất nhiều so với kích thước vẫn được dùng và nói đến trong các nghiên cứu vật lý trước đây. Phát hiện mới này hứa hẹn sẽ tạo ra những chấn động trong giới vật lí. Tất cả cácnguyên tử đều được cấuthành từ các electronxoay quanhhạt nhân. Các hạtnhân lần lượtđược tạo thành từ hai loại hạt cơ bản là nơtron và proton. Từ rất lâu nay,hạt protonđược biết đến với bán kính là 0,8768fm (femtometer). Bán kínhcủa protonđược xác định làkhoảng cách mà tại đó mật độ điện tích giảm dướimột giá trị nhất định.Bán kínhđó được đo bằng cách cho tán xạ các electron từ hydrogenhoặc quansát sự chênh lệch giữa cácmức năng lượngnhất địnhcủa nguyêntử hydrogen (haycòn được gọi là dịch chuyểnLamb). Kíchthướccủa proton là mộtgiá trị quan trọng trong thuyết điệnđộnglực học lượng tử (thường được gọi là thuyếtQED), nềntảng cơ bản củangành vật lí hạt nghiêncứu lực tự nhiên và hạt cơ bản. Tuy nhiên, giá trị hiện thời của protoncũng chı̉ chı́nh xác khi cộng hoặc trừ một ph n trăm chứ khôngđạt đen độ chı́nh xác đe có th chomột k t quả hoàn hảo trong điện động lực học lượng tử. Vı̀ th , các nhà vật lı́ đã tı̀m ki m các cách thức khác nhau nh m tinh chı̉nh kı́ch thướcnày. Kíchthướcsiêu nhỏ của protonđược pháthiện nhờ tia laser Trongcuộc thử nghiệm được tiến hành trên 10năm, nhóm nghiên cứu của Viện quanghọc lượng tử Max-Plancktại Garching, Đức mà đứng đầu là nhà nghiêncứu RandolfPohl đã sử dụngmột máy gia tốchạt để làm biến đổicác nguyên tử hydrogen. Từ đó, tạo ra một proton duynhất quay quanh nó là electron. Với mỗi một nguyên tử hydrogen,các nhà nghiêncứuthay thế một electron bằng một muonvới kích thước lớn hơn200 lần so với một electron. "Bởivì hạt muon nặng hơn, quỹ đạo của nó rất gần với các hạt proton.Do đó, nó nhạy cảm hơnvới kích thước củacác hạt proton",ông AldoAntognini,mộtthành viên trongnhóm nghiên cứu thuộc Viện Paul-Scherrer ở Thụy Sĩ đã phát biểu. Hạt muonkhông bền chặt,chúng phântách thànhhạt khác chỉ trong vòng 2,2 microsecond.Nhómnghiên cứubiết rằng việc bắn các tia lasertrước khi hạt muon phân tách sẽ khiếncho hạt muondi chuyểnvới một quỹ đạo cao hơn,quanh proton. Hạt muon sau đó sẽ phát xạ một năng lượngmạnh là tia X r i chuy n đen một mức nănglượng th p hơn. Tuy nhiên, khidựa trên bán kı́nh v nthườngđược được ch p nhận của proton, các thử nghiệm đã th t bại trong việc tạo ra tia X ở các t n s dự đoán. Mùa hè năm 2009, các nhà nghiên cứu đã quy t định thử nghiệm trên các kı́ch thước khác nhaucủa proton. Và thậtngạc nhiên,họ đã phát hiện ra tia X trong một thử nghiệm với bán kı́nh proton giả định là 0,8418 fm, nhỏ hơn 4%sovới kı́ch thước v n được nói đen trước đây.Nhà nghiên cứu Antognininói: "Chúng tôi thực sự ngạc nhiên và chưa có b t kı̀ lời giải thı́ch nào ở thời đi m hiện tại". Kı́ch thước mới của proton sẽ là một ch n động khoa học Việcphát hiện ra kı́chthướccủa proton nhỏ hơn sovới con s v n được trước đây sẽ khôngtác động quá nhi u đen cuộc s ngh ng ngaycủa người dân. Th nhưng, n u phát hiện này được chứng minhlà chı́nh xác thı̀ đong nghı̃a với việc là sẽ có những l i sai căn bản trongvật lı́. Proton có kı́ch thước nhỏ hơn có nghı̃a là h ng s Rydberg khôngchı́nh xác. Hoặc n u h ngs Rydberglà chı́nh xác thı̀ việc protoncó kı́ch thước nhỏ hơn sẽ đong nghı̃a với việc các phươngtrı̀nh trong lý thuy tQED khôngđúng. "Đó là một ch n độngvà có th sẽ gợi ra những suy nghı̃ hoàn toàn mới v QED, tạo ti n đe chomộtlı́ thuy t mới", ôngJeff Flowers, Phòng Thı́ nghiệm Vật lý Qu c giaAnh,đã phát bi u. Trongthời giantới,các nhà vật lı́ trên toàn th giới sẽ ti n hành ki m tra,rà soát việc thi tlập các nghiên cứu thử nghiệm,ki m tra và tı́nh toán đe đảm bảo không có những sai sót trong các nghiên cứu này.N u quá trı̀nh này không tı̀m th y l i của các thử nghiệm thı̀ các nhà khoahọc sẽ làm việc đe xây dựnglại kı́ch thước tiêu chu n của proton. Máy lượng tử - đột phá khoa học lớn nhất 2010 Máy lượng tử đầu tiên trên thế giới - thiết bị vận hành theo các quy luật thống trị thế giới bên trong nguyên tử - đã được tạp chí Science bình chọn là đột phá khoa học lớn nhất năm 2010. Tờ Daily Mail đưa tin, tạp chí Science - một trong những tờ báo về nghiên cứu khoa học hàng đầu thế giới mới đây đã công bố danh sách những thành tựu khoa học quan trọng nhất trong năm 2010, bao gồm cả các tiến bộ trong phòng chống HIV, bộ gen nhântạo,sơ đồ hóamã gencủangười Neanderthal, Tuynhiên, phát minh về máy lượng tử đầu tiên trên thế giới đã được bình chọn là đột phá khoa họclớn nhấtcủa năm. Là sản phẩm sáng chế của các nhà khoa học Mỹ tại Đại học California, Santa Barbara, máy lượng tử bao gồm một mái chèo kim loại nhỏ, vô hình với mắt thường và nhảymúa theo mộtnhịp điệu lượngtử. Saukhilàmmátmáichèo kimloạitớitrạngthái nănglượngthấpnhấtcó thể, các nhà nghiên cứu đã tìm cách đưa nó vào một trạng thái hoàn toàn là cơ học lượng tử củachuyển động.Điềunày đồng nghĩavớiviệc, máichèokim loạichuyển động theo nhữngcáchthứckỳ lạ, chưatừng thấytrongthế giới "vĩ mô" củacơ học cổ điển. Ví dụ như, thiết bị có thể ở hai trạng thái cùng một lúc - được gọi là "sự chồng lên nhau" - để vừa dao động một chút vừa lúc lắc rất nhiều trong cùng một thời điểm. Theo ban biên tập tạp chí Science, thành tựu trên của nhóm nghiên cứu do hai chuyên gia vật lý Andrew Cleland và John Martinis đứng đầu, xứng đáng là đột phá khoa học ấn tượng nhất năm 2010 vì "lần đầu tiên các nhà khoa học đã biểu thị được những hiệu ứng lượng tử trong vận động của một vật thể do con người tạo ra". "Xétvề mặtkháiniệm,điềunàythậttuyệtvờivìnómở rộngcơ họclượngtử sangmộtđịahạthoàntoànmới.Xétvề mặtthựchành,nómở ramột loạtkhả năng khác nhau,từ các thí nghiệmmới,tạo sự kiểmsoát lượngtử đối với ánh sáng,dòng điện và chuyển động, tới những thí nghiệm về các giới hạn của cơ học lượng tử và ý thức của chúngta về thực tạitrong tươnglai". . Phát hiện chấn động về kích thước mới của hạt proton Các nhà khoa học đã vô cùng ngạc nhiên khi phát hiện ra rằng hạt proton có kích thước nhỏ hơn rất nhiều so với kích thước vẫn được. bằng một muonvới kích thước lớn hơn200 lần so với một electron. "Bởivì hạt muon nặng hơn, quỹ đạo của nó rất gần với các hạt proton. Do đó, nó nhạy cảm hơnvới kích thước củacác hạt proton& quot;,ông. địnhcủa nguyêntử hydrogen (haycòn được gọi là dịch chuyểnLamb). Kíchthướccủa proton là mộtgiá trị quan trọng trong thuyết điệnđộnglực học lượng tử (thường được gọi là thuyếtQED), nềntảng cơ bản củangành