Точная спектроскопия переходов 2S-nS в атомарном водороде — определение радиуса заряда протона

Простота структуры атома водорода делает его идеальной моделью для изучения атомной структуры и взаимодействий. Однако, определение радиуса заряда протона — меры пространственного распределения электрического заряда протона — связано с большими трудностями. Некоторые учёные проводят эксперименты с обычными атомами водорода, а другие — с мюонным водородом — это экзотический атом водорода, состоящий из отрицательно заряженного мюона, связанного с протоном (вместо электрона, связанного с протоном). Теоретически, протоны как в обычном, так и в мюонном водороде должны иметь одинаковый радиус заряда. Но некоторые экспериментальные результаты показали расхождения в точных измерениях радиуса заряда мюонного водорода (дали меньшее значение). Это расхождение называется "загадкой радиуса протона" и мучает физиков с 2010 года. Новое исследование, опубликованное в журнале Physical Review Letters, описывает метод измерения, который помогает разрешить некоторые прошлые несоответствия.

Магнитное поле Земли создает на Луне ранее не обнаруженную зону защиты от радиации

Известно, что Луна проходит через хвостообразную часть магнитосферы Земли, но новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, предполагает, что Луна может испытывать дополнительную защиту в другой точке своей орбиты. Хотя эта защитная зона существует, когда Луна находится вне магнитосферы, учёные считают, что её действие всё равно обусловлено магнитным полем Земли.

С беспрецедентной точностью измерена ширина протона

На сегодняшний день квантовая электродинамика (КЭД) является наиболее успешной теоретической моделью для описания взаимодействия света и материи на фундаментальном уровне. Для того чтобы любая теория в физике оставалась жизнеспособной, её предсказания должны быть подтверждены реальными экспериментами. Один из таких тестов включает измерение ширины протона, или "радиуса заряда". Немецкие физики провели самое точное на сегодняшний день измерение ширины протона. Изучив ранее неисследованный энергетический переход в атоме водорода, Лотар Майзенбахер и его коллеги из Института квантовой оптики им. Макса Планка показали, что Стандартная модель продолжает выдерживать чрезвычайно строгую проверку, оставляя еще меньше места для конкурирующих теорий понимания поведения Вселенной. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Разработана модель происхождение магических чисел в ядерной физике

Впервые физики разработали модель, объясняющую происхождение необычайно стабильных "магических" ядер, основанную непосредственно на взаимодействии их протонов и нейтронов. Исследование, опубликованное в журнале Physical Review Letters, может помочь лучше понять экзотические свойства тяжелых атомных ядер и фундаментальные силы, удерживающие их вместе.

Плоскостная диэлектрическая проницаемость и проводимость ограниченной воды

Учёные из Манчестерского университета сделали неожиданное открытие — в ограниченном пространстве толщиной в несколько атомов вода проявляет свойства сегнетоэлектриков и суперионной жидкости. Предыдущие исследования показали, что вода в условиях сильного замыкания теряет способность реагировать на электрическое поле, становясь "электрически мёртвой" при измерении в направлении, перпендикулярном поверхностям. Новое исследование показывает полную противоположность в параллельном направлении: электрический отклик воды резко возрастает на порядок. Работа опубликована в журнале Nature.

Физики открыли алюминий-20, новый изотоп, испускающий три протона

В работе, опубликованной в Physical Review Letters 10 июля, учёные из Института современной физики (IMP) Китайской академии наук (CAS) и их коллеги сообщили о первом наблюдении и спектроскопии алюминия-20, ранее неизвестного и нестабильного изотопа, который распадается посредством редкого процесса испускания трех протонов.

Связь между спином электронов и переносом протонов в хиральных биологических кристаллах

Протоны являются основой биоэнергетики. Способность перемещать их через биологические системы необходима для жизни. Новое исследование в Proceedings of the National Academy of Sciences впервые показывает, что перенос протонов напрямую зависит от спина электронов при измерении в хиральных биологических средах, таких как белки. Другими словами, движение протонов в живых системах не является чисто химическим; это также квантовый процесс, включающий спин электрона и молекулярную хиральность.

Прорыв в обнаружении частиц высоких энергий

Исследователи из Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США (DOE) совершили значительный прорыв в области обнаружения частиц высоких энергий в ходе недавних экспериментов, проведенных на установке испытательного пучка в Национальной ускорительной лаборатории имени Ферми (Fermilab) Министерства энергетики США. Они нашли новое применение для сверхпроводящих нанопроволочных фотонных детекторов (SNSPD), которые уже используются для обнаружения фотонов. Эти невероятно чувствительные и точные детекторы работают, поглощая отдельные фотоны. Поглощение генерирует небольшие электрические изменения в сверхпроводящих нанопроволоках при очень низких температурах, что позволяет регистрировать и измерять фотоны.

Модификация кварк-глюонного распределения в ядрах с помощью коррелированных пар нуклонов

До сих пор существовало два параллельных описания атомных ядер: одно на основе протонов и нейтронов, которые мы можем видеть при низких энергиях, а другое, для высоких энергий, на основе кварков и глюонов. В дан6ной работе физикам удалось вывести эти два до сих пор разделенных мира вместе. Этот давний тупик был преодолен только сейчас в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters. Ее основными авторами являются ученые международной коллаборации nCTEQ по кварк-глюонным распределениям, в том числе из Института ядерной физики Польской академии наук (IFJ PAN) в Кракове. Результаты столкновений атомных ядер с электронами достаточно хорошо воспроизводятся с использованием моделей, предполагающих существование только нуклонов для описания низкоэнергетических столкновений и только партонов для высокоэнергетических столкновений. Однако до сих пор эти два описания не удалось объединить в целостную картину. В своей работе физики из IFJ PAN использовали данные о столкновениях высоких энергий, в том числе собранные на ускорителе БАК в лаборатории ЦЕРН в Женеве. Основная цель заключалась в изучении партонной структуры атомных ядер при высоких энергиях, которая в настоящее время описывается партонными функциями распределения. Новый подход позволил учёным определить для 18 исследованных атомных ядер функции распределения партонов в атомных ядрах, распределения партонов в коррелированных парах нуклонов и даже количество таких коррелированных пар. Результаты подтвердили наблюдение, известное из экспериментов с низкими энергиями, о том, что большинство коррелирующих пар представляют собой пары протон-нейтрон (этот результат особенно интересен для тяжелых ядер, например, золота или свинца).

Лабораторная реализация релятивистских пучков парной плазмы

Плазма широко распространена в условиях глубокого космоса, ее производство в лабораторных условиях — сложная задача. Впервые, международная группа ученых, в том числе исследователи из Лаборатории лазерной энергетики (LLE) Рочестерского университета, экспериментально сгенерировала релятивистские электрон-позитронные парные плазменные пучки высокой плотности, производя на два-три порядка величины больше пар, чем сообщалось ранее. Выводы команды опубликованы в журнале Nature Communications. Этот прорыв открывает двери для последующих экспериментов, которые могут привести к фундаментальным открытиям о том, как работает Вселенная.