质子比想象更轻 或将解开一大谜题

物理学中的许多问题取决于质子的质量。资料来源:威廉·安德鲁/盖蒂

质子减轻了一点重量。一项新的限制质子质量的实验发现，亚原子粒子比以前认为的轻300亿倍。这比以前最好的测试要精确3倍。

所有原子至少包含一个质子，这意味着测量其最简单的特征——大小、电荷和质量——将有助于回答物理学中的一些重大问题，包括为什么宇宙包含的物质比反物质多。

这项研究背后的国际团队使用了一种对百万分之一(ppt)质量敏感的工具，这相当于能够测量落在大钢琴上的睫毛的质量。

测量是在一个1.5升的密封罐中进行的，在这个罐中，所有的空气被抽出并冷却到接近绝对零度。"这个容器是密封的，所以它与外界没有任何关系."主持德国马克斯·普朗克核物理研究所研究的斯温舒姆说。

一束电子束被用来轰炸密封罐内的一个塑料目标。该小组使用了一种叫做潘宁离子阱的装置来将质子限制在电磁场中。质子在磁场中做圆周运动。通过测量它的速度，团队可以计算出它的质量。

“这是一个非常非常精确的实验。他们使用非常复杂的方法。”没有参与这项研究的彼得·莫尔说。莫尔是英国科学技术数据委员会(CODATA)的成员，该委员会收集基本的物理测量数据，并定期公布科学使用的标准值。

减少质子质量有助于人们改进一些研究，例如旨在理解为什么宇宙中物质的质量超过反物质的数量的研究。欧洲粒子物理研究所阿尔法实验项目的藤原称，该项目旨在发现氢和反物质之间的差异。(冯伟伟)

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