Forskere rapporterer mere præcis måling af neutroner

Et forskerhold fra Bochum har bestemt størrelsen af ​​neutroner på en mere direkte måde end nogensinde før, og dermed korrigere tidligere antagelser.

Størrelsen af ​​neutroner kan ikke måles direkte:den kan kun bestemmes ud fra forsøg med andre partikler. Selvom sådanne beregninger hidtil er blevet foretaget på en meget indirekte måde ved hjælp af gamle målinger med tunge atomer, et team på Institute of Theoretical Physics ved Ruhr-Universität Bochum (RUB) har taget en anden tilgang. Ved at kombinere deres meget nøjagtige beregninger med nylige målinger på lyskerner, forskerne er nået frem til en mere direkte metode. Deres resultater, som adskiller sig markant fra tidligere, er beskrevet af forskerne under ledelse af professor Evgeny Epelbaum i tidsskriftet Fysisk gennemgangsbreve .

Neutroner og protoner, i fællesskab omtalt som nukleoner, danner atomkerner og er derfor blandt de mest almindelige partikler i vores univers. Nukleonerne selv består af stærkt interagerende kvarker og gluoner og har en kompleks intern struktur, hvis præcise forståelse er genstand for aktiv forskning. En af de grundlæggende egenskaber ved nukleoner er deres størrelse bestemt af ladningsfordeling. "Inde, der er positive og negative ladningsområder, som, når de tages sammen, resultere i nul total ladning for neutronen, "forklarer Evgeny Epelbaum." Neutrons radius kan betragtes som den rumlige forlængelse af ladningsfordelingen. Det bestemmer således størrelsen af ​​neutronerne. "

Indirekte metode

Til dato, bestemmelser af denne mængde var baseret på spredningsforsøg med ekstremt lavenergi neutroner på en elektronskal af tunge atomer, såsom vismut. "Forskere ville rette en sådan neutronstråle mod et mål for tunge isotoper, der bærer mange elektroner og bestemme, hvor mange neutroner der passerede igennem, "siger Bochum-baserede fysiker Dr. Arseniy Filin. Dette gav en mulighed for at udtrække størrelsen af ​​neutronerne." Dette er en meget indirekte metode, " han siger.

I deres nuværende projekt, gruppen har for første gang bestemt neutronladningsradius fra de letteste atomkerner. I et teoretisk studie, det er lykkedes dem at beregne deuteron -radius med høj nøjagtighed. Deuteron er en af ​​de enkleste atomkerner og består af en proton og en neutron. Da de to nukleoner i deuteron er relativt langt fra hinanden, deuteron viser sig at være meget større end dets to bestanddele. "Vores nøjagtige forudsigelse af deuteron -radius, kombineret med høj præcision spektroskopiske målinger af deuteron-proton radius forskel, gav en værdi for neutronradius, der er omkring 1,7 standardafvigelser fra de tidligere bestemmelser, "afslutter Dr. Vadim Baru fra Helmholtz Institut for Stråling og Kernefysik ved universitetet i Bonn. Derfor har den tidligere antagne værdi for en neutrons størrelse skal korrigeres.