Protonens massa beräknad
För första gången har forskare lyckats beräkna protonens massa utifrån kvantmekanikens grundläggande ekvationer. Den väger 1,67×10–27 kilo, en biljondel av en biljondel av ett gram. Värdet är sedan tidigare känt genom experiment, och de nya beräkningarna stämmer väl överens med mätningarna.
Problemet har varit att matematiskt beskriva protonens inre. Protonen, som man länge trodde var atomkärnans minsta beståndsdel, består i själva verket av tre elementarpartiklar som kallas kvarkar. Men protonens massa är betydligt större än summan av kvarkarna. Vid växelverkan mellan kvarkarna uppstår virtuella masslösa partiklar, gluoner. Det är gluonernas rörelseenergi som ger protonen den mesta massan. Hur gluonerna håller ihop atomkärnan beskrivs av kvantkromodynamiken, den teori som ligger till grund för beräkningarna.
Med hjälp av enorm datorkraft och noga genomtänkta uppskattningar har forskarna till slut beräknat protonmassan. Men resultaten, som rapporteras i Science, kommer inte som en överraskning för Gunnar Ingelman, professor i subatomär fysik vid Uppsala universitet.
– Det här är jättebra resultat, men det är en stegvis förbättring som har skett, säger han. Det övertygar oss ytterligare om att teorierna är de rätta.
