Nguyên tử nhỏ hơn 7 lần so với chúng ta từng biết

Vào năm 2010, một nhóm các nhà khoa học đã tìm thấy sự khác biệt trong phương pháp đo proton truyền thống khi họ thực hiện kỹ thuật đo lường mới trên một nguyên tử được gọi là deuteron.


Proton là những hạt được tìm thấy bên trong hạt nhân nguyên tử. Theo kết quả của Ủy ban Quốc tế về Dữ liệu Khoa học và Công nghệ (CODATA) đo đạc được từ nhiều năm trước, bán kính của proton được cho là vào khoảng 0,877 femtomet (1 femtomet bằng 1×10^-15 mét).


Tuy nhiên, nhà khoa học Randolf Pohl cùng các đồng nghiệp từ Viện nghiên cứu Max Planck về Quang học Lượng tử ở Garching, Đức đã tìm thấy sự khác biệt lớn so với con số được chấp nhận trước đó vào năm 2010 và một lần nữa vào năm 2013 sau khi sử dụng kỹ thuật đo lường mới.




Proton là những hạt được tìm thấy bên trong hạt nhân nguyên tử.

Pohl và nhóm của mình sử dụng công nghệ mới để phân tích sự thay đổi năng lượng quanh hạt nhân hydro ở quy mô hạt muon. Muon là các hạt hạ nguyên tử không ổn định có cùng lớp như electron, nhưng có khối lượng lớn hơn khoảng 200 lần.


Bằng cách chuyển electron nguyên tử hydro cho các hạt muon nặng hơn, các nhà nghiên cứu đã thay thế thành phần hạt proton và electron của một nguyên tử. Sau khi ghi lại hình ảnh sự thay đổi của nguyên tử bằng một chùm tia laser, các nhà nghiên cứu đã đo đạc sự thay đổi về mức độ năng lượng, cho phép họ tính toán hạt nhân proton của nguyên tử.


Đo đạc của Pohl và nhóm nghiên cứu cho kết quả bán kính nhỏ hơn 4% so với con số của CODATA. Điều này gây nên sự tranh luận về bán kính của proton. Nhưng trước khi các nhà khoa học đi sâu vào câu hỏi tại sao bán kính của nó lại nhỏ như thế, thì họ phát hiện một sự khác biệt trong kết quả từ máy quang phổ của CODATA.




Deuteron là một đồng vị của nguyên tử hydro, có một proton và neutron tại hạt nhân của nó.

Theo bài nghiên cứu trên Tạp chí Science, các nhà khoa học cho biết rằng tính toán của CODATA trên hạt nhân nguyên tử deuterium, hay còn gọi là deuteron, có thể bị sai sót sau khi được kiểm chứng với kỹ thuật đo lường mới. Deuteron là một đồng vị của nguyên tử hydro, có một proton và neutron tại hạt nhân của nó.


Bằng cách kết hợp phép đo thực tế và lý thuyết, các nhà nghiên cứu đã đưa ra bán kính của deuteron là 2,125 femtomet – nhỏ hơn 0,8% so với bán kính deuteron được đo bởi CODATA.




Bán kính của deuteron là 2,125 femtomet – nhỏ hơn 0,8% so với bán kính deuteron được đo bởi CODATA.

'Như vậy, cả kích thước của proton và nguyên tử deuteron theo kết quả cũ khi trên các các electron đều mâu thuẫn với giá trị thu được khi đo đạc với kỹ thuật mới trên các hạt muon', trích một đoạn trong bài nghiên cứu đăng tải trên Science.


Tuy nhiên, dù đã có kết quả mới nhưng các nhà khoa học vẫn không có cách nào để giải quyết chúng tương ứng với lý thuyết hiện hành. 'Sự khác biệt này chỉ ra lỗi thử nghiệm hay lỗi lý thuyết, hoặc thậm chí liên quan đến các vấn đề vật lý ngoài mô hình chuẩn'.


Thay vì chỉ đơn giản chứng minh kết quả đo đạc của CODATA là sai sót, các nhà nghiên cứu nghĩ đến vấn đề có điều gì đó không ổn trong tâm nguyên tử, và khiến các vấn đề khó hiểu về bán kính proton càng trở nên khó hiểu hơn.


Cập nhật: 19/08/2016
Theo khampha

TIN LIÊN QUAN

Điều trị ung thư bằng liệu pháp proton siêu đắt bùng nổ ở Trung Quốc

Gần đây, giới nhà giàu Trung Quốc lại rộ lên trào lưu chữa bệnh ung thư bằng liệu pháp proton.

NASA thử nghiệm hệ thống động cơ proton mới cho tàu vũ trụ

Theo Cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ (NASA), đây là hệ thống động cơ hứa hẹn có thể đưa tàu không gian ra ngoài hệ Mặt Trời với tốc độ cao hơn hiện nay rất nhiều.

Máy chữa vết thương không cần kháng sinh

Bộ Y tế cho phép Bệnh viện Trung ương Huế thử nghiệm phương pháp này trên một số bệnh nhân.

Hệ thống hỗ trợ trực tuyến cảnh báo lũ ở Quảng Nam

Người dân trên lưu vực sông Vu Gia, tỉnh Quảng Nam sẽ nhận được những thông tin cảnh báo về lũ lụt, lũ quét nhanh hơn nhờ hệ hỗ trợ trực tuyến cảnh báo lũ tự động thông qua qua website, tin nhắn SMS.

Giáo sư Harvard tin rằng không gian 5 chiều thực sự tồn tại trên Trái Đất

Con người đang sống trong không gian 3 chiều. Thí nghiệm khoa học đã phát hiện không gian chiều thứ 5 có thể thực sự tồn tại, Giáo sư vật lý lý thuyết hạt và vũ trụ học tại Đại học Harvard, Lisa Randall cho hay.

Bệnh nhân dễ chết nếu được phẫu thuật vào ban đêm

Y bác sĩ mệt mỏi và thiếu hụt nhân sự, các ca phẫu thuật vào ban đêm dễ gây chết người hơn 2 lần so với các ca phẫu thuật vào ban ngày.

Bộ nhớ nguyên tử lưu tất cả sách trên thế giới trong một con tem

Các nhà khoa học Hà Lan đã phát triển một thế hệ bộ nhớ mới, có thể lưu giữ thông tin tại các vị trí nguyên tử Clo riêng biệt trên một mặt đế bằng đồng.

Những điều bạn cần biết về canxi

Canxi là một nguyên liệu phổ biến nhất trong tự nhiên. Thật vậy, canxi là thành phần cần thiết của tất cả các sinh vật sống và cũng có rất nhiều trong phi sinh vật, chẳng hạn như đất và nước.

THỦ THUẬT HAY

9 thiết lập ẩn bạn nên thay đổi trên trình duyệt Chrome

Trang công nghệ MakeUseOf mới đây đã tổng hợp 9 tính năng ẩn trên trình duyệt Chrome bạn nên thay đổi để sử dụng một cách hiệu quả, thú vị hơn.

Cách kiểm tra chất lượng Smartphone cũ dành cho người mới

Việc mua điện thoại cũ đang là lựa chọn của nhiều người, vì điện thoại cũ qua sử dụng có giá rẻ hơn rất nhiều, có khi chỉ bằng một nửa so với mua mới.

Vừa xem Youtube vừa lướt web chưa bao giờ dễ như vậy

Bạn rất thích xem Youtube nhưng lại vừa muốn vừa lướt web, vừa có thể thưởng thức những video trên ứng dụng này. Vì vậy, mình xin giới thiệu các...

Vài mẹo nhỏ giúp quay phim trên những chiếc smartphone tốt hơn

Những mẹo này được tổng hợp từ Youtuber Kai Wong để giúp mọi người có thể quay những video độc đáo bằng smartphone mà không cần tốn qua nhiều tiền để đầu tư phụ kiện.

ĐÁNH GIÁ NHANH

Trên tay Nokia T20: Thiết kế tinh tế, màn hình 2K sắc nét, pin 8.200 mAh, phù hợp cho việc học online của học sinh, sinh viên

Sau nhiều tin đồn đoán thì mới đây, Nokia đã chính thức ra mắt chiếc máy tính bảng mới nhất có tên gọi là Nokia T20. Vậy sản phẩm này có những tính năng gì nổi bật? Hãy cùng Viettel Store trên tay Nokia T20 để khám phá

[Đánh giá] Razer Lancehead TE: đối xứng và đằm tay, cảm biến xịn, phần mềm chưa hoàn chỉnh, giá cao

Razer Lancehead Tournament Edition (Lanchead TE) có thiết kế mới mẻ, thể hiện sự trở lại của đội 3 đầu rắn xanh với form đối xứng (ambidextrous) và sử dụng cảm biến tương tự DeathAdder Elite. Như tên gọi Tournament

Đánh giá Lenovo Ideapad 120S: Giá rẻ, thiết kể mỏng, phù hợp cho học tập hay giải trí thông thường

Tuy là một chiếc laptop thuộc dòng giá rẻ nhưng bề ngoài trông thiết kế của Ideapad 120S thì lại trông rất đẹp và hiện đại. Thân máy hoàn toàn làm từ polycarbonate và được phủ một màu xám cho cảm giác như chất liệu kim