Diskussion:Proton

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Neuer Durchmesser des Protons

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Das Proton soll nach neuesten Messungen eines internationalen Forscherteams vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik unter Leitung von Randolf Pohl einen Durchmesser von 841,8 am (Attometer) statt 876,8 am haben. Die Messungen wurden am Paul-Scherrer-Institut in Villigen in der Schweiz vorgenommen.

Quellen:

• Das Proton - kleiner als gedacht - Max-Planck-Gesellschaft http://www.mpg.de/bilderBerichteDokumente/dokumentation/pressemitteilungen/2010/pressemitteilung201007071/
• Das Proton fällt kleiner aus - spektrumdirekt http://www.wissenschaft-online.de/artikel/1038812

Michael Belzer --MBelzer 18:09, 11. Jul. 2010 (CEST)

Schöne Links, vielen Dank. Aber in beiden Artikeln wird klar gesagt, dass die Ursache der Abweichung noch unklar ist: Etwa bei Spektrumdirekt „Bis es so weit ist, wird das überraschende Ergebnis aber noch viele Tests bestehen müssen.“ So lange müssen wir mit der Änderung im Artikel also noch warten. Gruß, Kein Einstein 18:24, 11. Jul. 2010 (CEST)

Das Paper bei Nature (Nature 466, 213-216 (8 July 2010)) mit dem Abstract-Abschlussatz "Our result implies that either the Rydberg constant has to be shifted by −110 kHz/c (4.9 standard deviations), or the calculations of the QED effects in atomic hydrogen or muonic hydrogen atoms are insufficient."

Zahlreiche Internetportale berichten, z. B. SpOn, mehr oder weniger richtig. --Pinoccio 17:16, 12. Jul. 2010 (CEST)

Der Einwand, dass erst einmal weitere Messungen von anderen Instituten abgewartet werden müssen, bevor das Ergebnis definitiv ist bzw. andere Erklärungen ausgeschlossen sind, ist natürlich richtig. Jedoch findet sich in den Wikipedia-Artikeln über das Proton und über das Meter die Angabe von 1,7 · 10⁻¹⁵ m = 1,7 fm statt 0,8768 fm (oder 0,8418 fm) für den Durchmesser des Protons. Wie erklärt sich diese Differenz?

Danke Michael Belzer --MBelzer 20:27, 12. Jul. 2010 (CEST)

Nun, in den von dir angeführten Artikeln geht es um den Radius, die 1,7fm ist der Durchmesser. Streng genommen ergibt sich bei 2*0,8768fm = 1,7536fm (gerundet). Ich würde aber eher aus der Not eine Tugend machen, mit 1,75fm treffen wir beide Werte ja recht gut (und so etwas wie ein Kernradius ist ja ohnehin nicht so ernst zu nehmen wie der Radius einer Billardkugel...). Gruß, Kein Einstein 20:43, 12. Jul. 2010 (CEST)

Danke. Habe gerade selber gemerkt, dass einmal vom Durchmesser, das andere mal vom Radius die Rede ist. Michael Belzer --MBelzer 20:53, 12. Jul. 2010 (CEST)

Gut, warten wir weitere Messungen ab, um eine endgueltige Aussage zu machen. Vielleicht sollte die Messung mit einer zehnfach hoeheren Genauigkeit aber doch schon im Artikel erwahnt werden. --Christoph Demmer 08:11, 14. Jul. 2010 (CEST)

Wenn die Garchinger Gruppe mit ihrer Pressearbeit weniger zurückhaltend ist als andere, ist das trotzdem kein Grund, diese eine abweichende Messung bereits jetzt im Artikel zu erwähnen. Wir sollten abwarten, bis die Diskrepanz zu anderen Experimenten aufgeklärt und der Wert beispielsweise in eine neue CODATA-Ausgleichsrechnung aufgenommen worden ist. Die neue Messung am myonischen Wasserstoff weicht sowohl von Messungen derselben Gruppe am elektronischen Wasserstoff als auch von Messungen mit einer gänzlich unabhängigen Methode, nämlich der elastischen Elektronenstreuung (siehe z. B. Sick, On the rms-radius of the proton, Phys. Lett. B 576 (2003) 62, doi:10.1016/j.physletb.2003.09.092 und die dort zitierten Referenzen) ab. Den Wert von 0,84 fm in den Artikel zu schreiben, wäre in diesem Sinne sogar Theoriefindung (vgl. WP:TF#Theoriedarstellung: Bei solchen Themen [die Gegenstand eines wissenschaftlichen Diskurses sind] darf nicht direkt auf ursprüngliche Quellen zurückgegriffen werden, weil bereits die Auswahl bestimmter Ausschnitte aus dem Quellenreservoir eine Theoriefindung darstellt. Diese Quellen sollten daher nur in dem Maße und demjenigen Kontext angeführt werden, in dem auch in der einschlägigen Sekundärliteratur Bezug auf sie genommen wird.) --ulm 08:30, 14. Jul. 2010 (CEST)

Ich gebe Dir recht, dass es wohl zu frueh ist, den Wert in den Wikipedia-Artikel aufzunehmen. Aber von Theoriefindung zu sprechen, geht wohl zu weit. Immerhin wird das paper bei Nature wohl den Peer-Review-Prozess durchlaufen haben. --Christoph Demmer 12:52, 14. Jul. 2010 (CEST)

(nach BK) Das bestreitet ja niemand. Aber es ist nicht an uns, eine Primärveröffentlichung auszuwählen und dadurch zu entscheiden, welcher der zur Zeit auf dem Markt befindlichen Radiuswerte der "richtige" ist. Dafür geeignete Referenzen sind CODATA/NIST oder die Particle Data Group. --ulm 13:05, 14. Jul. 2010 (CEST)

Soweit ich es verstanden haben, bestehen keine Zweifel bezueglich der Zuverlaessigkeit der Messung, sondern bezueglich dessen, wo die Ursache der Abweichung (zum bisherigen Wert) liegt. --Christoph Demmer 12:56, 14. Jul. 2010 (CEST)

Ähm, nein, nicht ganz. Eine recht anschauliche Erkärung findet sich hier oder auch in der oben verlinkten PM der MPG. Grob gesagt wurde eigentlich die Frequenz bzw. Wellenlänge eine Lasers bestimmt (bzw. dieser entsprechend durchgestimmt), bei der sich ein Peak im Spektrum zeigte. Daraus wurde dann über die angesprochenen komplizierten Formeln der Radius bestimmt.
Die gemessene Wellenlänge ist unstrittig, ja, die Messung insgesamt nicht, denn die Rechnung ist meiner Meinung nach an ganz wesentlicher Teil der Messung. Ursache für die Abweichung könnte ein Rechenfehler (kann vorkommen) oder eben ein Fehler in den Formeln, bzw. der ganzen QED - die allerdings bislang als am besten durch Experimente belegte Therie gilt. Oder vielleicht ist es auch ganz was anderes. --Pinoccio 14:54, 14. Jul. 2010 (CEST)

Ja, ich war wohl zu voreilig. In NZZ Online ist zu lesen: "An einen Messfehler mag Randolf Pohl vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching, einer der beiden Sprecher des Experiments, nicht glauben. Genauso vehement verteidigt allerdings Ingo Sick von der Universität Basel die älteren Messungen, die auf der Streuung von Elektronen an Protonen beruhen. Erst kürzlich habe ein an der Universität Mainz durchgeführtes Experiment eine unabhängige Bestätigung für den grösseren Protonenradius geliefert." --Christoph Demmer 17:03, 14. Jul. 2010 (CEST)

Macht es überhaupt Sinn vom "Durchmesser" oder "Radius" des Protons zu sprechen? Das Proton hat kein klar abgrenzbares Ende sondern die Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Quarks fällt exponentiell zum Rand hin ab. Ich finde den Begriff Durchmesser da eher irreführend, zumindest ohne weitere Ausführungen. --HappySka (Diskussion) 22:40, 26. Jan. 2014 (CET)

Man kann den "durchschnittlichen" quadratischen Abstand der Ladungen, der Masse oder was auch immer berechnen, oder alternativ den Bereich nehmen der x % des Gesamtwerts beinhaltet. Letzteres ist etwas Willkür, ersteres aber sehr eindeutig. Das ist klein klassischer Radius wie bei einer Billardkugel, aber es hat sehr viel Ähnlichkeit damit. --mfb (Diskussion) 23:57, 26. Jan. 2014 (CET)

Radius

Nach neuen Messungen sei der Radius kleiner als der aktuelle Codata-Wert [1]. --Cqdx (Diskussion) 17:56, 26. Jan. 2013 (CET)

Siehe vorherige Diskussion. Die Ursache für die Diskrepanz ist noch nicht gefunden; insofern ändert sich an der damaligen Schlußfolgerung nichts. Der aktuelle Review of Particle Physics 2012 (Seiten 5 und 6) listet übrigens den Wert von CODATA 2010. --ulm (Diskussion) 18:13, 26. Jan. 2013 (CET)

Neue Angaben zum Radius/Durchmesser

Siehe: http://www.sciencemag.org/content/339/6118/417 Demnach ist der Durchmesser des Protons um mehrere Prozent kleiner als bisherige Angaben. Zitat: From the measurements, we determined the Zemach radius, rZ = 1.082(37) femtometers, and the magnetic radius, rM = 0.87(6) femtometer, of the proton. We also extracted the charge radius, rE = 0.84087(39) femtometer, with an order of magnitude more precision than the 2010-CODATA value and at 7σ variance with respect to it, thus reinforcing the proton radius puzzle. 47.65.20.137 18:19, 28. Jan. 2013 (CET)

Siehe oben. --ulm (Diskussion) 18:35, 28. Jan. 2013 (CET)

Aufbau

Nach einer in 2018 erschienenen Arbeit (https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.121.212001) sind 9% der Proton-Masse auf die Masse von Quarks und See-Quarks zurückzuführen, 32% auf Bewegungs-Energie und 36% auf Bindungs-Energie. Weitere 23% gehen auf eine "komplexe Quarks-Gluonen-Interaktion" zurück. (zitiert nach https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=NYyfZ-6BWDY, Minute 4:50)
--> Mit dieser Aufschlüsselung sollte es möglich sein, die Anzahl der gleichzeitig existierenden virtuellen Quarks zu ermitteln!?
Der folgende Punkt ist (mir) unklar und wird leider nirgendwo erläutert(?): Das Higgs-Feld ordnet "massebehafteten Elementarteilchen" eine Masse zu. Prinzipiell ist auch Energie in Masse überführbar. Nach der Definition muss in meinem Verständnis jedoch diese Transformation zunächst erfolgt sein, bevor eine Masse zugeordnet werden kann. Folglich kann einer Energie vor dieser Transformation keine Masse zugeordnet werden!? --Albrecht62 (Diskussion) 16:42, 6. Mär. 2023 (CET)

Wovon sprichst du genau? Was meinst du mit "Transformation" die "erfolgt"? -- Wassermaus (Diskussion) 20:24, 6. Mär. 2023 (CET)

Macht es Sinn zu definieren "Das Higgs-Feld ordnet massebehafteten Elementarteilchen eine Masse zu", wenn auch die Bewegung-Energie zur Erklärung von Masse herangezogen wird? Das Higgs-Feld kann doch auf eine Energie, die irgendwann einmal in Masse transformiert werden kann erst reagieren, nachdem die Transformation von Energie in Materie stattgefunden hat. --Albrecht62 (Diskussion) 08:08, 7. Mär. 2023 (CET)

Jetzt versteheich. Nein, da wird nichts transformiert. Die Masse eines Objekts ist, vereinfacht gesagt, die Masse seiner Bestandteile plus die innere Energie dividiert durch c^2. So hat eine aufgeladene Autobatterie eine höhere Masse als eine entladene - siehe Äquivalenz von Masse und Energie - Zitat: "Man spricht umgangssprachlich auch von einer „Umwandlung von Masse in Energie“, obwohl sich die Gesamtenergie nicht ändert und nur eine Energieform in eine andere Energieform umgewandelt wird." -- Wassermaus (Diskussion) 08:31, 7. Mär. 2023 (CET)

Nochmal Protonenradius

Der letzte Satz im Abschnitt ist miß- bzw. unverständlich. Soll das heißen, daß die vorherigen Ergebnisse für den etwas kleineren Radius doch nicht gestimmt haben? Bitte möglichst klarstellend umformulieren! --95.116.76.68 21:05, 17. Jul. 2023 (CEST)