Esboço da configuração da armadilha. A torre de armadilha inclui duas armadilhas de armazenamento separadas (ST-I, ST-II), a armadilha de medição (MT) e uma armadilha de referência (RT) para monitoramento de campo magnético, que atualmente não é usado. Os íons são criados in-situ usando um mini-EBIT. Ao transportar os íons entre as armadilhas de armazenamento e o MT, o tempo entre medições sucessivas é minimizado. Circuitos de detecção supercondutores individuais para o próton (azul) e para o íon de carbono (vermelho), permitem medições em configurações de campo eletrostático idênticas e, assim, garantem a posição e campo magnético idênticos. Crédito:arXiv:1706.06780 [physics.atom-ph]
(Phys.org) —Uma equipe internacional de pesquisadores desenvolveu uma nova maneira de medir a massa de um próton e descobriu que a partícula era aproximadamente 30 bilionésimos de um por cento menor do que se pensava anteriormente. O grupo escreveu um artigo descrevendo seu processo e resultados e o carregou para o servidor de pré-impressão arXiv .
Por algum tempo agora, a massa atômica de um próton tem sido uma medida padrão aceita usada para calcular outras propriedades físicas. Agora, parece que os pesquisadores podem ter que revisitar algumas dessas entidades, já que a medição mais precisa da massa de um próton mostra menos massa do que se acreditava.
Neste novo esforço, os pesquisadores dispararam um feixe de elétrons em um átomo-alvo selecionado mantido em uma câmara de vácuo resfriada, liberando um próton. O grupo foi então capaz de isolar o próton em uma armadilha Penning, que é um dispositivo que cria um campo eletrônico e magnético. Dentro da armadilha, o próton se movia em círculos - medir sua velocidade permitiu que os pesquisadores calculassem sua massa, que era 1,007 276 466 583 (15) (29) unidades de massa atômica. O 15 entre parênteses representa a incerteza estatística e o 29 que se segue representa a incerteza sistemática.
O grupo relata que sua técnica era três vezes mais precisa do que qualquer outra técnica usada até hoje.
Outros notaram que fazer medições mais precisas de prótons e outras partículas poderia explicar alguns dos grandes mistérios da física - como por que o raio de um próton foi descoberto ser menor do que a teoria sugeriu, ou por que há mais matéria do que antimatéria. Também poderia ajudar nos esforços de pesquisa que exploram as discrepâncias aparentes entre prótons e antiprótons.
O grupo de pesquisa deixou claro seus planos para continuar a refinar sua técnica de medição - seu objetivo é melhorar a medição de um próton por um fator de seis. Enquanto isso, se outros são capazes de reproduzir o trabalho da equipe, a nova medição pode ser incluída no CODATA mais recente, que está programado para publicação em apenas alguns meses.
© 2017 Phys.org
