Ερευνητές από το Ινστιτούτο Κβαντικής Οπτικής Max Planck (MPQ) στη Γερμανία κατάφεραν να μετρήσουν την ακτίνα του πρωτονίου με πρωτοποριακή ακρίβεια, βάζοντας τέλος σε μια διαμάχη δεκαετιών που ταλαιπωρούσε τους φυσικούς.
Μέχρι πρόσφατα, η επιστημονική κοινότητα αντιμετώπιζε το λεγόμενο “Proton Radius Puzzle”. Οι μετρήσεις με διαφορετικές μεθόδους έδιναν διαφορετικά αποτελέσματα για το μέγεθος του πρωτονίου, δημιουργώντας ρωγμές στην εμπιστοσύνη μας προς το Καθιερωμένο Μοντέλο (Standard Model) της Φυσικής. Η ομάδα του Lothar Maisenbacher δημοσίευσε στο περιοδικό Nature τη νέα τιμή της ακτίνας φορτίου του πρωτονίου: 0.840615 femtometers (fm).
Για να καταλάβετε το μέγεθος της επιτυχίας, αυτή η μέτρηση είναι περίπου 2.5 φορές πιο ακριβής από οποιαδήποτε προηγούμενη προσπάθεια με χρήση ατομικού υδρογόνου. Το σημαντικότερο; Επιβεβαιώνει ότι το πρωτόνιο είναι “μικρότερο” από ό,τι πιστεύαμε παλαιότερα, ευθυγραμμίζοντας επιτέλους τα δεδομένα του “ηλεκτρονικού” υδρογόνου με αυτά του “μιονικού” υδρογόνου.
Πώς μετράς κάτι που είναι τρισεκατομμύρια φορές μικρότερο από έναν κόκκο άμμου; Δεν χρησιμοποιείς “μέτρο”, αλλά φως και συχνότητες.
Η τεχνολογία αυτή δεν μετράει απλώς το μέγεθος· ελέγχει την ίδια τη σταθερότητα των φυσικών νόμων που διέπουν το Σύμπαν.
Ίσως αναρωτιέστε: “Και τι με νοιάζει εμένα αν το πρωτόνιο είναι 0.84 ή 0.88 femtometers;”
Η απάντηση βρίσκεται στην τεχνολογία του μέλλοντος.
GPS & Ατομικά Ρολόγια: Η ακρίβεια του GPS και ο συγχρονισμός των δικτύων βασίζονται σε θεμελιώδεις φυσικές σταθερές. Όσο πιο ακριβείς είναι αυτές οι τιμές (όπως η σταθερά Rydberg που επίσης επαναπροσδιορίστηκε), τόσο πιο ακριβή γίνονται τα συστήματα πλοήγησης και τηλεπικοινωνιών.Κβαντικοί Υπολογιστές: Η κατανόηση της αλληλεπίδρασης ύλης-φωτός σε τόσο θεμελιώδες επίπεδο είναι κρίσιμη για την ανάπτυξη σταθερών κβαντικών συστημάτων.Νέα Φυσική: Σύμφωνα με την έρευνα, το γεγονός ότι η μέτρηση συμφωνεί με το Καθιερωμένο Μοντέλο σημαίνει ότι δεν υπάρχουν (προς το παρόν) “εξωτικές” δυνάμεις που μας διαφεύγουν σε αυτή την κλίμακα. Αυτό “στενεύει” τα περιθώρια για νέες θεωρίες, αναγκάζοντας τους φυσικούς να ψάξουν αλλού για τα μυστήρια της Σκοτεινής Ύλης.