Αν αισθάνεστε σαν να έχετε χάσει λίγο βάρος πρόσφατα, φταίνε οι φυσικοί – πρόσφατοι υπολογισμοί κάνουν τη μάζα του πρωτονίου 30 δισεκατομμυριοστά του 1% ελαφρύτερο από ό,τι νομίζαμε πριν. Περιέργως, ενώ το νέο σχήμα είναι τρεις φορές πιο ακριβές από ό,τι ήταν το προηγούμενο, κανείς δεν είναι σίγουρος γιατί ο νέος αριθμός είναι διαφορετικός.
Πειράματα που διεξάγονται από το Ινστιτούτο Max Planck χρησιμοποιούν μαγνητικά πεδία για να παγιδεύσουν ένα πρωτόνιο μέσα στο κενό, κοντά στο απόλυτο μηδέν, όπου το παρακολούθησαν.
Με τον καθορισμό της ταχύτητας του σωματιδίου θα μπορούσαν να υπολογίσουν τη μάζα του σε σύγκριση με τον πυρήνα του άνθρακα-12 και ένα σωματίδιο του υδρογόνου σε μια καθορισμένη συχνότητα.
Για όσους ενδιαφέρονται, ένα πρωτόνιο τώρα είναι 1.007 276 466 583 ατομικές μονάδες, ελαφρώς διαφορετική από τη μάζα των 1.007 276 466 879 ατομικές μονάδες που η Επιτροπή για την Επιστήμη και την Τεχνολογία(CODATA) έχει σήμερα καταγράψει.
Η διαφορά μπορεί να μην φαίνεται κάτι σπουδαίο, αλλά όμως δεν υπάρχει σαφής λόγος για αυτή τη διαφορά.
Με ακρίβεια 32 μέρη ανά τρισεκατομμύριο, η τιμή αυτή είναι βελτιωμένη σε σχέση με τον τελευταίο αριθμό κατά ένα συντελεστή τρία. Οι ερευνητές σχεδιάζουν τώρα κάποιες αλλαγές στα πειράματα για να προσπαθήσουν να βελτιώσουν την ακρίβεια τους.
Παρόμοια με τη σταθερά του Planck ( που επίσης έχει αλλάξει πρόσφατα ) και την ταχύτητα του φωτός, η μάζα του πρωτονίου είναι μια θεμελιώδης μονάδα στη φυσική. Χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό μιας οριακής τιμής στη φασματοσκοπία, που ονομάζεται σταθερά Rydberg .
Αλλά, επίσης, θα μπορούσε να βοηθήσει τους φυσικούς να απαντήσουν σε μια μάλλον τετριμμένη ερώτηση: «Γιατί υπάρχει η ύλη, αντί του τίποτα;»
Είναι σαφές ότι υπάρχει η ύλη, αλλά επειδή η ύλη και η αντιύλη έχουν μια ενοχλητική συνήθεια να εξουδετερώνει το ένα το άλλο μέσα σε μια έκρηξη ακτινοβολίας, πρέπει να υπάρχει μια θεμελιώδης διαφορά στην ποσότητα της ύλης και αντιύλης που σχηματίστηκε νωρίς κατά τη δημιουργία του Σύμπαντος, οπότε επέτρεψε την ύλη να σχηματίσουν κομήτες, άστρα και πλανήτες.
Πράγματα όπως ο κατοπτρισμός ως προς το φορτίο C, ο κατοπτρισμός ως προς το χώρο που λέγεται ομοτιμία P (Parity), και η συμμετρία του χρόνου (δηλαδή ο κατοπτρισμός ως προς τον χρόνο T) έχουν μια θεμελιώδη συμμετρία που συνοψίζεται σε αυτό που ονομάζεται θεώρημα CPT. .
Με απλά λόγια, αν μπορούμε να βρούμε ένα πρόβλημα σε αυτό το θεώρημα – και βρούμε μια διαφορά στις μάζες των πρωτονίων και αντι-σωματιδίων τους, σίγουρα θα θεωρηθεί ως ένα μεγάλο πρόβλημα – τότε θα μπορούσαμε να έχουμε κάποια εικόνα για την οποία η μια μορφή της ύλης κυριαρχεί πάνω στην άλλη.
Αυτό θα απαιτούσε ένα παρόμοιο και με πολύ μεγάλη ακρίβεια πείραμα που θα πρέπει να γίνει με αντιπρωτόνια, με οποιεσδήποτε διαφορές σε πειραματικά δεδομένα να αποκλείονται.
Πέρυσι, στο CERN υπολόγισαν τις μάζες των αντιπρωτονίων που ήταν σε καλή συμφωνία με τις προηγούμενες μετρήσεις μάζας του πρωτονίου, γεγονός που δεν αφήνει περιθώρια για διαφοροποίηση της συμμετρίας CPT.
Υπάρχει μια μικρή πιθανότητα μελλοντικά πειράματα να μπορούσαν να ανιχνεύσουν μια μικρή διαφορά, αλλά είναι απίθανο ότι αυτή η αλλαγή στην μάζα του πρωτονίου θα είναι ένα σημάδι για κάτι εκπληκτικό. «Εμείς δεν φέρνουμε νέες αρχές συχνά», λέει ο σωματιδιακός φυσικός Peter Mohr,.
Σύμφωνα με τον Hamish Johnston μεγαλύτερη ακρίβεια στη μάζα του πρωτονίου θα μπορούσε να βοηθήσει ώστε να εξηγηθεί γιατί η ακτίνα του σωματιδίου εμφανίζεται σε πειράματα να είναι 4 τοις εκατό μικρότερη από ό, τι προβλέπει η θεωρία.
Εν τω μεταξύ, προβλέπουμε ότι μια ακόμα δίαιτα πρωτονίων θα είναι το επόμενο μεγάλο πράγμα. Να χάσει 30 δισεκατομμυριοστά του ενός τοις εκατό. Γι αυτό συνεχίστε να παρακολουθείτε αυτό το χώρο.
