آموزش زبان انگلیسی با اخبار – قطر پروتون تغییر می کند!!!
آموزش زبان انگلیسی با اخبار شماره 101. متن انگلیسی با ترجمه فارسی خبری در مورد تغییرات قطر پروتون در حین انجام آزمایش. متن انگلیسی خبر به همراه ترجمه فارسی را می توانید در ادامه مطالعه کنید.
Scientists Can’t Work Out Why the Radius of a Proton Keeps Changing in Experiments
In 2010, physicists discovered a discrepancy in the size of the proton. They took a hydrogen atom and switched the electron for a muon (its heavier cousin), and discovered that for some unknown reason the radius of the proton shrunk. This has been called the proton radius puzzle.
The team has repeated the experiment for an atom of deuterium, an isotope of hydrogen, and once the electron was switched for the muon, the scientists observed once again a size discrepancy in the nucleus.
The muon is an elementary particle about 200 times heavier than the electron. Being so heavy when put into an atom moves it much closer to the nucleus than the electron, and its movement can be used to study the property of particles in the atomic nucleus.
However, the surprising fact is that it shouldn’t change the nucleus. Electrons and muons have the same electric charge, which is what keeps them around the nucleus, but that doesn’t affect the size of the proton.
There are a few explanations flying around to explain this discrepancy. One idea is that we are seeing evidence of an unknown force, although that is very unlikely.
The team thinks the discrepancy might not be in the new measurements, but in the old ones. The previous measurements of the proton and the deuteron (the nucleus of deuterium) using hydrogen spectroscopy might not have reached the same degree of precision.
“Naturally, it can’t be that the deuteron – any more than the proton – has two different sizes,” said co-author Aldo Antognini from the Paul Scherrer Institute (PSI) in Switzerland in a statement.
“The mystery could be solved very easily if we assume a minimal experimental problem with the hydrogen spectroscopy.”
Since the proton results, labs around the world have been upgrading their measuring apparatus, obtaining a more precise measurement. There has not been any confirmation that the discrepancy is indeed due to a less precise measurement, but the team is happy that their discovery has led to this global upgrade.
“If our value had agreed with the previous ones, there would not have been this darned mystery of the proton radius; but there also never would have been this worldwide surge of activity that has led to several highly accurate measurement setups.
دانشمندان نمی توانند درک کنند که چرا شعاع پروتون در طول آزمایش تغییر می کند
در سال ۲۰۱۰ دانشمندان متوجه یک اختلاف در سایز پروتون شدند. آنها یک اتم هیدروژن را در نظر گرفته و آن را به مئون (ذره‌ای با بار منفی مانند الکترون اما نزدیک به ۲۰۰ برابر سنگین‌تر از آن) تبدیل کردند و سپس دریافتند که به علت نامعمولی شعاع پروتون کاهش یافته است. از آن زمان تاکنون این پدیده به معمای شعاع پروتون مشهور شده است.
همان تیم در آزمایش دیگری، این بار بر روی یک اتم دوتریوم این تست را تکرار کردند. (دوتریوم در واقع یک ایزوتوپ هیدروژن بوده که علاوه بر پروتون یک نوترون نیز درون هسته خود جای داده است.) در این آزمایش نیز پس از تبدیل الکترون به مئون، دانشمندان مشاهده کردند که بار دیگر در سایز هسته تغییراتی به وجود آمده است.
مئون یکی از ذرات بنیادی است که در واقع ۲۰۰ برابر سنگین‌تر از الکترون است. به همین دلیل وقتی در درون اتم قرار می‌گیرد نسبت به الکترون به هسته نزدیک‌تر می‌شود. تحرکات مئون می‌تواند به دانشمندان در مطالعه ویژگی ذرات هسته اتم کمک کند.
چیزی که باعث شگفتی می‌شود این است که مئون نباید باعث تغییر هسته شود. الکترون و مئون دارای بار مشابهی هستند که همین امر دلیل اصلی نزدیک شدنشان به هسته است، اما این موضوع به ابعاد پروتون نباید ربطی داشته باشد.
در هر صورت چند تئوری برای توضیح این پدیده وجود دارد. یکی از تئوری‌ها این است که یک نیروی ناشناخته عامل اصلی این تغییر ابعاد است که البته خیلی بعید به نظر می‌رسد.
تیم تحقیقاتی بر این باور است که احتمالا این اختلافات در اندازه‌گیری‌های جدید وجود نداشته باشد بلکه در اندازه‌گیری‌های قبلی باشد. اندازه‌گیری‌های قبلی پروتون و دوترون (نام هسته دوتریوم است) با در نظر گرفتن خطوط طیفی هیدروژن صورت می‌گرفت که ممکن است دقت کافی نداشته باشد.
آلدو آنتونینی از انستیتو پاول شرر (PSI) در سوئیس گفته است:
طبیعتا ممکن نیست که ما دوترون را در دو سایز مختلف مشاهده کنیم. به نظر می‌رسد که با در نظر گرفتن خطا در اندازه گیری می‌توان پاسخ این معما را یافت.
بعد از نتایج به دست آمده از اندازه‌گیری پروتون، آزمایشگاه‌های مطرح دنیا در حال بهینه کردن ابزارآلات اندازه‌گیری خود هستند تا بتوانند به دقت در سنجش ابعاد کمک کنند. البته تیم تحقیقاتی از این موضوع ابزار خرسندی کرده است زیرا تحقیقاتشان باعث شده تا آزمایشگاه‌ها به فکر بروزرسانی تجهیزاتشان بیفتند.
راندولف پل از PSI گفته است:
اگر نتایج به دست آمده در آزمایش‌ها با نتایج اولیه مطابقت می‌کرد هیچ‌گاه معمای شعاع پروتون نمی‌توانست دنیا را به فکر فرو برد. البته در کنار این موضوع، جنبه دیگری نیز به چشم می‌آید و آن هم این است که آزمایشگاه‌های مطرح به فکر استفاده از تجهیزات دقیق‌تری برای اندازه‌گیری هستند.
منبع: iflscience