Protonen har krympt
Nya mätningar av protonens storlek förbryllar fysikerna.
Enligt det mest exakta experiment hittills är protonen mindre än man tidigare har trott. Skillnaden – ynka 0,00000000000003 millimeter – är så liten att man kan undra om den spelar någon roll. Men om den nya mätningen stämmer kan kvantfysikens teorier behöva ändras från grunden.
Protonen finns i hjärtat av alla atomer, en positivt laddad partikel som består av tre kvarkar. Den enklaste av alla atomer, väte, består av en proton och en elektron som kretsar runt protonen. Elektronens tillåtna lägen, som enligt kvantfysiken inte får vara vilka som helst, ger ett mått på hur stor protonen kan vara. Mer exakt – 0,8768 femtometer (10–15 meter).
Det var när en ny mätmetod infördes för två år sedan som skillnaden i mätningarna uppenbarades för första gången. En grupp fysiker vid Max Planck-institutet för kvantoptik i Garching, Tyskland, genomförde en mätning där elektronen i en väteatom ersattes av en myon, elektronens 200 gånger tyngre kusin. Protonen krympte då med cirka 4 procent.
Gruppen bekräftade nyligen sina mätningar genom ett nytt experiment, vilket gör det svårt att bortförklara resultatet. Kanhända har partikelfysikens standardmodell en okänd lucka. Kanske skiljer sig myonen från elektronen mer än man trott, kanske växelverkar den med protonen genom en ny och okänd partikel. I så fall kan det vara något för kosmologer som söker efter universums mörka materia, okända partiklar som finns men inte syns i rymden.
En annan, något enklare, förklaring kan komma från kvantfysiken som säger att två elektriskt laddade partiklar utbyter en foton när de växelverkar med varandra. Det är som om de spontant skapar en boll som de kastar till varandra. Vid mycket sällsynta tillfällen, kanske just när en myon ersätter en elektron i atomen, kan två fotoner, två bollar, uppstå. Det skulle i sin tur binda myonen starkare till protonen och få den att se mindre ut.
