Який насправді розмір протона? Ми точно не знаємо. Час Науки вже писав, що всі заміри призводять до одного висновку: фізики не розуміють ні що таке атоми, ні що таке елементарні частинки. Які дивним чином виникають тільки тоді, коли відбуваються подібне вимірювання.
Тобто все, що ми можемо зробити, - написати комп'ютерну програму, підставити приблизні розрахунки та змоделювати процеси, які у звичайній природі не існують. Бо така частинка, протон, наприклад, має займати стаціонарне положення без чітких фізичних ознак.
Чому? Тому, що плутаємо дві категорії — “заряд” та “маса”. На мікрорівні подібного роду розрізнення практично неможливо. Ми не розпізнати, де маємо справу з випромінюванням, а де — з атомом або його аналогом.
Недивно, що протягом цілих десятиріч фізики виступали з суперечливими доповідями, екстраполюючи вибіркові дані на весь масив інформації. Радіус протона так і залишався фундаментально невизначеним, хоча він лежить в основі нашого розуміння атома.
Проблема стала ще більш заплутаною, після відкриття 2010 року, коли спектральне дослідження продемонструвало, що протон може бути меншим, ніж вважалося раніше. За узгодженими, - читай, компромісними, оцінками, - мова йде про 0,84 фемтометра (фм) в поперечнику.
Нагадаємо, раніше наводився показник в 0,88 фм. Розбіжність охрестили "загадкою радіуса протона", хоча насправді все залежало від методології вимірювання. Ну і, звісно, задіяної апаратури. Те, що подальші експерименти давали різні результати, теж трактувалось як “загадка”.
Хоча насправді виникає дуже логічне питання: якщо ми точно не знаємо, що таке частинки, то як ми маємо вимірювати те, що не пояснено? Може, протон й не має власного радіуса. Або постійного радіуса. Хто сказав, що атомні складові — величина постійна або не змінюється в просторі та часі?
Але ми вимірюємо. Нібито це кулька, яка нерушима “зависла” у повітрі.
Тепер два германських фізики, Саймон Шайдеґґер і Фредерік Меркт, провели більш точні вимірювання енергетичних переходів водню, сподіваючись визначити розмір протона. По суті, вони сконцентрувались десь на переходах від низькоенергетичного стану водню до кількох високозбуджених станів. Інакше кажучи, вони впливали на фізичні властивості атома, постійно “регулюючи” іонізацію.
Вони розпочали з метастабільного 2S рівня водню, виміряючи переходи до "рідбергівських" станів, тобто високозбуджені станами атома. Такі стани “відчувають” розмір протона, що дозволяє обмежити вірогідні значення.
Загадка радіуса протона, таким чином, вирішується за допомогою постійної Рідберга, яка характеризує взаємозв'язок між енергетичним рівнем атома з відомими фізичними константами.
Враховуючи результати власного дослідження 2019 року в Канаді, фізики змогли обчислити значення, яке не залежить від розміру самого протона.
Але... для підтвердження отриманого значення... потрібні більш точні дослідження. Це означає, що радіус протона знову не визначений. У нас немає відповідного обладнання. Або, - і тут ми повертаємося до попередньої тези, - необхідного розуміння, чи мають такі вимірювання науковий сенс.
Давайте спочатку розберемось, що ми хочемо отримати. І що міримо — світло/випромінювання чи “бульбашки”, які перебувають у невизначеному нами стані?
Нагадаємо також, що між фізиками точиться дискусія, що таке маса, іенрція та енергія. Категорії взаємопов'язані на стільки, що виникає певна плутанина між ними.
Науковці вже думають про "нову фізику", концепцію, що передбачає інші математичні закони для пояснення природних явищ. Але поки що про революцію у фізиці говорити рано.
Крім того, науковці запропонували теорію для пояснення маси бозона Гіггса.
