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陽子は通説より4%も小さいと示す実験結果?  





原子の構成要素である陽子は通説よりも小さいとする実験結果が発表された。今後、物理法則の根本がひっくり返ってしまうかもしれない。

proton-smaller-than-thought_23015_big.jpg


すべての原子は原子核とその周囲にある電子で構成される。原子核は中性子と陽子から成り、両者はクオークと呼ぶ粒子でできている。長年、陽子の半径は0.8768フェムトメートルとされてきた。1フェムトメートルは1000兆分の1メートルを表す。

陽子の半径は、60年の歴史を持つ量子電磁力学(QED)理論の方程式に不可欠な数値だ。重力以外のあらゆる力が素粒子に及ぼす影響を説明する素粒子物理学の標準模型も、QEDを基礎にして成り立っている。

しかし、まだ1%の誤差が残っており、QED理論を完璧なものとするには精度が足りない。物理学者たちは誤差を解消する方法を模索してきた。ドイツ、ガルヒンクにあるマックス・プランク量子光学研究所のランドルフ・ポール氏率いる研究チームは、水素原子を変化させる特別な粒子加速器を使用して10年間にわたり実験を行った。水素原子は、陽子と電子1つずつで構成されている。

実験では、水素原子の電子を、その200倍の質量を持つミューオンと呼ぶ粒子に置き換えた。研究チームのメンバーで、スイスのパウル・シェラー研究所に所属するアルド・アントニーニ氏は、「ミューオンは非常に重いため、陽子のすぐそばを周回する。つまり、陽子のサイズに影響を受けやすくなる」と説明する。(以下略)

引用元:ナショナルジオグラフィック




3 :名無しのひみつ:2010/07/12(月) 23:39:07 ID:mh8Zen8h
陽子崩壊が検出されない理由がこれだったんだ?


11 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 00:05:25 ID:GEbUYaE9
サブイボが立つくらいの発見だな。


15 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 00:20:26 ID:mqqyjKVx
学生時代物理を専攻していたが、どうしても陽子を「ようこ」と読んでしまうんだw
サークルで実際陽子さん居たし、いい子だった。

31 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 01:00:33 ID:AEE/QesH
>>15
うちのサークルにも陽子さんいたぞ。
美人だったけど、彼氏が出来て1年で辞めてしまった。

72 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 16:37:47 ID:x6/iowoH
>>31
うちにはオカマの中性子さんが…



16 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 00:24:07 ID:mqqyjKVx
ちなみに定数の値が違ってるとか陽子(ようこ)の半径が違ったって、方程式やら
エネルギー値やらのスケールが変わるだけじゃないの?なんでQEDが成り立たなくなるんだっけ?

18 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 00:36:08 ID:89fFSvbR
>>16
リュードベリ常数が間違ってる or リュードベリ常数は合っていてQEDの方程式が成立しない。
と>>1に書いてあるよ。

19 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 00:39:24 ID:mqqyjKVx
>>18
だから、それはなんでだろ?と。



17 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 00:36:05 ID:xlNXq/vW
専門会社なら、どこにでもある分光計にも同じ事が言えるっぽそうだ。
もし、訂正が必要になるならえらいこっちゃ…影響が出るのは数十年後だろうけど。


20 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 00:40:15 ID:3qUSylFP
プランク定数が違ってるとかだと、もっと面白いことになるんだけど。

73 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 16:53:11 ID:CUcfI3C9
>>20
プランク定数は、時間(の逆数)とエネルギーを結びつけるもっとも基本的な係数だから、
こんなもんが変わってしまったら、物理学激震どころの騒ぎじゃ…



22 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 00:43:02 ID:FhiYfi/n
近代の物理学は、理論、理論値が先行してて、後から実験で証明するのが多かったように思うけど、
実験結果から新理論をあれこれ作るのは、なんか良いよね。


24 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 00:47:19 ID:I3mzqD0j
定数が変わると実験結果にフィットしなくなる?


30 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 00:57:45 ID:xYmCYrqe
そもそも素粒子が、大きさを持つかどうかも分かってないはずでは?
ここで言われてる陽子半径って、反応断面積では?


33 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 01:55:55 ID:Z08VNnNC
水素原子の波動関数が成り立たなくなったりしてな、陽子が2個以上の場合はどうなるだろうか、α線とか。


40 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 08:07:34 ID:XYWa8ZC9
素人目には、普通に陽子の周りをまわる電子の励起と違って、
ミューオンが周回し、励起する過程が、前者とは何か別の条件が働く、と考えるのが自然だと思うんだが


42 :名無しのひみつ:2010/07 /13(火) 10:36:55 ID:u2DGU9tQ
あれ?リュードベリ定数って、陽子の半径なんて関わっていたっけ?


43 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 10:49:09 ID:m7AxpL+2
エネルギーの量子化とは関係ある?


44 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 10:53:49 ID:RWB75nku
だいたい電子をミューオンに置き換える前提が正しいの?


45 :名無しのひみつ:2010/07 /13(火) 10:59:29 ID:u2DGU9tQ
元文献を読んだが、ミューオンの測定によってエネルギー準位差を決定するときに、陽子の半径の項目が補正に関わってくるらしい。この論文の結論だと、現在CODATAで採用されているリュードベリ定数は、

R_∞ = 10 973 731.568 527(73) m^-1なのに対して、今回の測定結果によって
R_∞ = 10 973 731.568 160(16) m^-1に改訂されるか、あるいはQED理論にまだ抜けがあるかという結論だった。
どちらかというと、リュードベリ定数の精度が上がったという方が納得の行く結論じゃないか?


52 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 12:21:12 ID:dDYhtLw7
ナトリウムスペクトルの分光実験で誤差が出てたのは、実は実際の値に近かったということだな。
俺のせいじゃない。


55 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 13:07:15 ID:XQL5zpit
物理学者にとって4%の誤差は発狂レベル。
99.999%の世界に住んでる人間にとっては耐えられずに、精神錯乱起こすレベルの誤差。

83 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 22:24:14 ID:3I8Ul7B5
>>55
理論値と実測値が誤差4%で一致したということじゃないか。
日本経済がどうなるか、経済学では予測不可能だというのに…

101 :名無しのひみつ:2010/07/14(水) 11:00:39 ID:YNX3IRug
>>83
経済学は科学じゃなくて占星術の類じゃないかな。



57 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 13:21:46 ID:Y2IygaBb
陽子のは小さくてよかったわ、思い出すだけで勃起する。


58 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 13:29:41 ID:GZhC65Xy
電子で見た陽子とミューオンで見た陽子じゃ違って当然と思う俺素人


59 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 13:33:25 ID:Z08VNnNC
陽子の半径が4%小さいとすると、陽子の体積は0.96*0.96*0.96=0.885 つまり11.5%も小さくなる。
質量は決まってるから、体積が小さくなると密度が11.5%でかくなる。

陽子はアップクオーク2個とダウンクオーク1個で構成されており、密度が違うということは、クオーク間距離がQCDで計算されるよりも短いって事か?

61 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 13:39:03 ID:sV4iyUab
>>59
順当なのは、測定方法の違い。つまり、ミューオンとの反応機構が違うんだろうが、そうすると、QEDの変更が必要って事なんだと思うけど、QEDってそんなに強固じゃなくてしょっちゅう改変入ってるよね。

QEDがまるで駄目って話しに繋がる何かがあるのかな? 物理に詳しい人そこを解説して欲しい。



71 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 16:35:21 ID:m3JpUiE9
なるほど、全然わからん


76 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 18:13:49 ID:QJqTe+ts
1世紀の間、人類は大きな勘違いをしていたということか。


81 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 21:43:34 ID:QDtcV+tY
でも、4%なんてほとんどわからなくね?


82 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 22:16:00 ID:mqqyjKVx
他サイトで記事を読んでみたけど、陽子(ようこ)が縮んでいるということが、何らかの未知な物理によって縮められたのではないか、という可能性が考えられるらしい。そこが新しい発見に繋がる呼び水であると。

陽子(ようこ)の大きさを測るのは至極困難なことで、常に誤差を孕んでいるが、時代の経過とともに精度があがっているらしい。しかし誤差の改善の程度が4%というのが今までに類がない幅であるといっている。

興味深いが、一般的な物理法則の根本が折れるわけではないように思える。この結果は少なくともマクロな世界での物理法則には影響を与えないだろう。陽子(ようこ)の大きさが違っていたとしても、物性はせいぜい原子(はらこ)を単位として、それ以下の領域で適用される理論や基本方程式は物性に顕に出ることは無いように思える。

>>1で、エネルギー準位にどれくらい差が生じるかは、陽子の大きさによって決まる、とあるが、これらが非ミクロな世界の物理を覆すには至らないだろう。例えば単純な化学反応で測定された数々の実験値がどこかにはあるはずで、仮に「エネルギー準位の差異」があっても-13.6eVであるとか、教科書に記載されているような値が根本的に覆されるほどではないと思われる。


86 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 22:33:09 ID:vC1r7xaS
中性子の大きさはどうなのよ?


88 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 22:52:18 ID:zblMSZxL
そもそも陽子の大きさって何だ?


94 :名無しのひみつ:2010/07/13(火) 23:58:37 ID:6lMmb82r
陽子の大きさって何?位置の確率波の幅のことか?


95 :名無しのひみつ:2010/07/14(水) 00:09:29 ID:dHxwMkNX
そもそも計ってる定規が、ミューオンって言う使いにくい定規なのに、そっちがどうなの?って話しもあると思う。
ミューオンが4%ほど、駄目なんじゃないか?


96 :名無しのひみつ:2010/07/14(水) 01:12:14 ID:RyY6M5x2
陽子は通説より小さい、これが定説です


97 :名無しのひみつ:2010/07 /14(水) 02:07:46 ID:U8Yw9JLX
直径だけ違う陽子が2種類発見されるのですね?
そしてグダグダに。

103 :名無しのひみつ:2010/07/14(水) 14:11:12 ID:UmNhaJ4t
>>97
それ、一番困るオチだな。
ラスボス倒したと思ったら人違いだった、みたいな。



98 :名無しのひみつ:2010/07 /14(水) 02:09:14 ID:U8Yw9JLX
吐息でネット などと飛ばしてみる


99 :名無しのひみつ:2010/07/14(水) 02:55:19 ID:dcvMktjG
>98
笑いのセンスが終わってるなここ。



102 :名無しのひみつ:2010/07 /14(水) 11:35:24 ID:u0PpQoWE
もともと素粒子の半径というのは、質量と違い見積りが難しく、誤差が1%程度あった。

CODATAが採用している陽子の平均二乗電荷半径は、rp = 0.8768(69)で、水素原子の特定のエネルギー差(ラム・シフト)の計測からQED効果を用いて算出。今回の論文での陽子の平均二乗電荷半径は、rp = 0.84184(67)で、ミューオンの特定のエネルギー差(ラム・シフト, 49881.88(76) GHz)の計測からQED効果を用いて算出。

単純に見れば、ミューオンを使った方が水素原子を使う従来の方法よりも、数値の精度が10倍上がったということになるが、従来の方法の誤差の4倍程度、数値が動いてしまった。そもそも素粒子の半径を算出するために用いたQED効果の式に改訂が必要なのかも知れないというのが結論。


104 :名無しのひみつ:2010/07/14(水) 15:58:27 ID:Zf23MgNU
ここまで原陽子なし。
関連記事



19006 :  2010.07.15 Thu 12:52  

陽子は乳にパットいれてたってことか
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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19007 :  2010.07.15 Thu 12:53  

4%の誤差は凄いな
色んな定理が根本から覆されるレベルだろこれ
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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19008 :  2010.07.15 Thu 13:32  

素人考えだけど、全ての陽子が同じ大きさという保障はあるの?
クォークのわずかな個体差や揺らぎで陽子のサイズが微妙に違ってくるとか。
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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19009 :  2010.07.15 Thu 13:37  

そんなに大変な誤差なのか?
それなのに今まで扱ってきたとか
どんなうっかりさんだよ
  • #-
  •     
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19010 :  2010.07.15 Thu 13:55  

QEDなのに大きさがわかりきっていないとはこれいかに
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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19011 :  2010.07.15 Thu 14:55  

陽子が「ようこ」としか読めなくなってしまった。。。
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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19012 :  2010.07.15 Thu 15:19  

じゃん。
(by 東京電力)
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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19013 :  2010.07.15 Thu 15:26  

物理法則じたいはひっくり返ったりしないだろ。
それを表す数式とかは見直しが入るとしても。
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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19014 :  2010.07.15 Thu 15:29  

まあまあ大変レベル
もともと理論自体作りかけだし
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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19015 :  2010.07.15 Thu 15:53  

ダメだようことしか読めない
  • #-
  •   
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19016 :  2010.07.15 Thu 16:25  

まあ仮定仮定でやってきたもんだからしょうがないよな
  • #-
  • 名無しさん@ニュース2ちゃん 
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19017 :  2010.07.15 Thu 17:19  

ウチのオカンが陽子な件。
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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19018 :  2010.07.15 Thu 17:28  

陽子が小さくてロリコン歓喜まで読んだ
  • #-
  • 名無しさん@ニュース2ちゃん 
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19019 :  2010.07.15 Thu 17:53  

*19017
陽子の寿命は、10溝年だぞw
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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19020 :  2010.07.15 Thu 18:00  

陽子は4%もサバ読んでるってわけか
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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19021 :  2010.07.15 Thu 18:02  

>>19017
ウチは爺さんが陽子だぜ。
  • #u6qxw2UI
  • 名無し隊員さん 
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19022 :  2010.07.15 Thu 18:10  

T.陽子も4%ほど男子に優しくすればマシなんだがな。
  • #u6qxw2UI
  • 名無し隊員さん 
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19023 :  2010.07.15 Thu 18:26  

あの人は無理
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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19026 :  2010.07.15 Thu 21:05  

完全にようこスレになっとるw
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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19027 :  2010.07.15 Thu 21:18  

>>81
>でも、4%なんてほとんどわからなくね?

消費税4%上がったら発狂するくせに。
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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19028 :  2010.07.15 Thu 22:38  

・・・
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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19029 :  2010.07.15 Thu 23:07  

そもそも陽子ってビー玉みたいにはっきり直径がわかるもんなの?
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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19030 :  2010.07.16 Fri 00:52  

30は何を言ってるんだ?
陽子は素粒子じゃないよ。

あと陽子の大きさってのは電荷分布の広がりのことね。
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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19031 :  2010.07.16 Fri 00:58  

2chに物理学科出身者がいないということは分かった。
読めるコメントは102だけ
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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19032 :  2010.07.16 Fri 03:34  

会えなくなって初めて陽子の存在の大きさに気づいた
  • #EBUSheBA
  •   
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19033 :  2010.07.16 Fri 05:49  

*19031
>>102は原文読めば一目でわかることをコピーしてるだけなんだが・・・?

日本の理系のレベルが低すぎるって遠回しに言いたいのならそれは同意なんだけど。
  • #-
  •    
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19034 :  2010.07.16 Fri 07:14  

経済学は動物行動学、つまり生物学の1ジャンル。
  • #Ock1GnUU
  • 名無し隊員さん 
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19036 :  2010.07.16 Fri 10:34  

田嶋陽子
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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19037 :  2010.07.16 Fri 11:22  

※31
2chに無数あるスレッドの一つ、さらにそのスレッドの中から管理者により恣意的に抽出された幾ばくかのレスだけを見て、「2ch全体に物理学科出身者がいない」という結論に至るのは科学的なのか。

皮肉だから論理はどうだっていい?そいつはサーセン
  • #-
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