How big is Lungimi mai mici decât aceasta nu sunt confirmate.?
100 attometri!
Această intrare este un marcaj, nu un obiect. Ea arată unde se termină în explorator dimensiunile măsurate: tot ce apare sub marcaj este fie o particulă fără dimensiune măsurată, fie o lungime care provine din teorie, nu din măsurare. Marcajul se află la 100 de attometri, adică 10−16 metri, aproximativ o șaptesprezecime din lățimea unui proton. Cifra este aproximativă și nu este ea însăși o măsurătoare.
Dimensiune
Un attometru este 10−18 metri, o miliardime dintr-o miliardime de metru, deci 100 de attometri înseamnă 10−16 metri. Notația 10−16 înseamnă 1 împărțit la un 1 urmat de 16 zerouri. Imediat deasupra marcajului se află cele mai mici obiecte din explorator ale căror dimensiuni au fost măsurate: neutron și proton. Un proton are aproximativ 1,7 femtometri (1,7 × 10−15 metri) în diametru.
Cifra marcajului este o limită aproximativă între dimensiunile măsurate și cele nemăsurate de mai jos. Ea nu înseamnă că distanțele mai scurte sunt inaccesibile. Experimentele au căutat o dimensiune a quarcurilor la distanțe mai mici de o sutime din lungimea marcajului și nu au găsit-o.
Comparații de dimensiune
- Un proton, cu aproximativ 1,7 femtometri în diametru, este de aproximativ 17 ori mai lat decât cei 100 de attometri ai marcajului.
- Lungimea marcajului este de peste 100 de ori mai mare decât cea mai mare dimensiune pe care o admit experimentele pentru un quarc, adică aproximativ 8,6 × 10−19 metri în diametru.
- Aproximativ un milion de lungimi de 100 de attometri, puse cap la cap, ar acoperi un atom de hidrogen, care are aproximativ 0,1 nanometri (o zecime dintr-o miliardime de metru) în diametru.
- Dacă 100 de attometri ar fi măriți până la 1 milimetru, un proton ar avea aproximativ 17 milimetri în diametru, iar un fir de păr uman ar avea o lățime de aproximativ 1 milion de kilometri, de aproximativ 2,6 ori distanța de la Pământ la Lună.
Cum se studiază distanțele scurte
Fizicienii studiază distanțele scurte lansând particule rapide asupra unei ținte și urmărind cum se împrăștie acestea. O particulă în mișcare, cum este electronul, se comportă și ca o undă. Cu cât are mai multă energie, cu atât este mai scurtă lungimea ei de undă, adică distanța de la o creastă a undei până la următoarea. O lungime de undă mai scurtă poate dezvălui detalii mai fine.
La sfârșitul anilor 1960, fizicieni de la SLAC și MIT, din Statele Unite, au lansat asupra protonilor electroni cu energii de până la aproximativ 20 GeV (miliarde de electronvolți). La această energie, lungimea de undă a unui electron este de aproximativ 6 × 10−17 metri, puțin mai mică decât cifra marcajului și mult mai mică decât lățimea unui proton. Electronii au dezvăluit în interiorul protonilor grăunțe mici și dure, despre care se știe acum că sunt quarcuri.
Experimentele de mai târziu au privit mult mai de aproape. La acceleratorul HERA, experimentul ZEUS a ciocnit electroni cu protoni și nu a găsit niciun semn că quarcurile ar avea vreo dimensiune. În 2016, experimentul a raportat că raza unui quarc trebuie să fie mai mică de 4,3 × 10−19 metri.
Ce se află sub marcaj
Sub marcaj, exploratorul arată cele șase tipuri de quarcuri, de la quarc up până la quarc top, precum și un neutrin și un neutrin de înaltă energie. Niciun experiment nu a măsurat o dimensiune pentru vreuna dintre aceste particule, așa că cifrele lor nu sunt măsurători. Exploratorul arată și raza de acțiune a forței slabe, care este estimată pe baza teoriei.
Cel mai jos se află lungimi care provin numai din teorie. Lungimea Planck, de 1,6 × 10−35 metri, este calculată din trei constante fizice, nu măsurată ca dimensiune a vreunui lucru. Superstringurile, cu o scară de aproximativ 10−35 metri, țin de teoria superstringurilor, o teorie a totului propusă. Astfel de teorii sunt cele mai speculative și cele mai puțin testate dintre încercările de a unifica forțele naturii.
Surse
- Quarks. In University Physics Volume 3. OpenStax, 2016.
- GUTs: The Unification of Forces. In College Physics, 2nd edition. OpenStax, 2022.
- The Nobel Prize in Physics 1990: Press release. Royal Swedish Academy of Sciences, 1990.
- Limits on the effective quark radius from inclusive ep scattering at HERA. H. Abramowicz et al. (ZEUS Collaboration), Physics Letters B, 2016.
- Summary Tables: Baryons. Particle Data Group, 2025.
- Summary Tables: Quarks. Particle Data Group, 2025.
- The Standard Model. In University Physics Volume 3. OpenStax, 2016.
- SI prefixes. International Bureau of Weights and Measures.
- Proton rms charge radius. NIST CODATA, 2022.
- Bohr radius. NIST CODATA, 2022.
- Planck length. NIST CODATA, 2022.
- Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.
- Moon Fact Sheet. NASA, 2024.