质子比我们想象的要轻，这或许能解释一个关于反物质的大难题

2017-07-04 18:48来源:麻省理工科技评论

原标题：质子比我们想象的要轻，这或许能解释一个关于反物质的大难题

在最新的一次研究中，科学家使用了比以往灵敏三倍以上的探测器对质子进行了重新测量，结果竟然发现质子的质量比原先判定的要略微轻了一些，少了大概300亿分之一的质量。

而这一发现的重要性在于，原子的大小、质量和挟带电荷量与质子有高度相关性，若果能对质子本身进行精确测量的话，那么类似于“为什么宇宙中正物质比反物质要多？”这样的物理学未解之谜都有可能得到答案。

恰巧的是，进行该研究的机构则是大家并不陌生的德国马克思普朗克研究所！他们使用的仪器精度达到了万亿分之一的级别，atv，甚至能够测量出落在钢琴上的一根眼睫毛所造成的质量差。

这次实验是在一个1.5升的真空密封罐中进行，温度低至绝对零度。马普所核物理研究院的物理学家Sven Sturm表示，该密封罐是完全密闭的，与外界没有任何接触。

一系列的准备工作之后，罐子里的目标被一束电子束轰击，质子被释放并被一个叫做“Penning Trap”的电磁场装置捕获。接着，随着质子在磁场中运动，研究人员便能通过测量其速度来计算出质量。

“这是一项非常非常精确的实验，而且我们的实验方法也非常巧妙，”研究者Peter Mohr说道。Mohr是国际科技数据委员会的（Committee on Data for Science and Technology）的一名成员，该协会长期以来为各国各界科研机构收集基础物理测量数据。

欧洲强子对撞击机的科学家Makoto Fujiwara则认为，更轻的质子质量有可能帮助我们解决宇宙中正反物质对称性破缺的问题，他目前正在从事有关氢原子和其反物质粒子的研究。

更精确的测量能让研究者找到质子和反质子之间极为微小的差距，当然，Fujiwara也指出我们还需要以同样的精确度测量反质子，才能进行对比。

毕竟在精密测量中，即使质子的质量只有那么一点点偏差，Sturn表示“都十分反常的”。

但是没人知道是什么导致了这一反常现象，这或许会为新的基础物理理论指明道路，又或许只是一个过去被忽视的普通实验错误。Mohr提醒到：“当然，99%的几率这都是实验错误。我们并没有那么多基础物理上的突破。”

Sturm研究团队的测量将成为国际科技数据委员会的新官方数据，该结果会在几个月之内发表。但是，atv直播，因为还不清楚为何质子会比想象中的轻，国际科技数据委员将会仔细考虑是否采用该测量数据。

而该研究团队也打算在这一领域再接再厉。“我们会用新的技术把测量精度再提升六个数量级。”Sturm表示。

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