Neutron

Seberapa besar ukuran sebuah neutron?

No machine-readable author provided. Harp assumed (based on copyright claims). / CC BY-SA

Ukuran neutron tidak dapat diukur secara langsung: hanya dapat ditentukan dari percobaan yang melibatkan partikel lain. Sementara perhitungan masih dilakukan dengan cara yang sangat tidak langsung, menggunakan pengukuran lama dengan atom-atom berat, sebuah tim di Institute of Theoretical Physics di Ruhr-Universität Bochum (RUB) mencoba mengambil pendekatan yang berbeda. Dengan menggabungkan perhitungan mereka yang sangat akurat melalui pengukuran terbaru pada inti cahaya, para peneliti telah sampai pada metodologi yang lebih langsung. Hasil temuannya, diterbitkan dalam jurnal “Physical Review Letters” 25. Februari 2020.

Neutron dan proton, keduanya disebut sebagai nukleon, membentuk inti atom dan merupakan partikel yang paling umum di alam semesta kita. Nukleon terdiri dari quark dan gluon yang saling berinteraksi kuat serta memiliki struktur internal yang kompleks. Salah satu sifat dasar nukleon adalah ukurannya yang ditentukan oleh distribusi muatan. “Di dalam, ada daerah muatan positif dan negatif yang, ketika diambil bersama, menghasilkan zero total charge untuk neutron,” jelas Evgeny Epelbaum. “Jari-jari neutron dapat dianggap sebagai perluasan spasial dari distribusi muatan yang menentukan ukuran neutron. “

Very indirect method

Sampai saat ini, penentuan jumlah tersebut didasarkan pada eksperimen hamburan dengan extremely low-energy neutrons pada cangkang elektron atom berat seperti bismut. “Para peneliti akan mengarahkan berkas neutron pada target isotop berat yang membawa banyak elektron dan menentukan berapa banyak neutron yang melewatinya,” jelas fisikawan Bochum, Dr. Arseniy Filin. Sehingga memungkinkan seseorang untuk mengekstraksi ukuran neutron. “Ini adalah very indirect method,” ucapnya

Kelompok tersebut untuk pertama kalinya menentukan jari-jari muatan neutron dari inti atom paling ringan. Dalam studi teoritis, mereka telah berhasil menghitung jari-jari deuteron dengan akurasi tinggi. Deuteron adalah salah satu inti atom paling sederhana dan terdiri dari satu proton dan satu neutron. Karena dua nukleon dalam deuteron relatif berjauhan, deuteron ternyata jauh lebih besar dari dua konstituennya.

“Prediksi akurat kami tentang jari-jari deuteron, dikombinasikan dengan pengukuran spektroskopi presisi tinggi dari perbedaan radius deuteron-proton, menghasilkan nilai untuk jari-jari neutron yaitu sekitar 1,7 standar deviasi dari penentuan sebelumnya,” ucap Dr. Vadim Baru dari Helmholtz Institute for Radiation and Nuclear Physic di University of Bonn. Dengan demikian, nilai yang diasumsikan sebelumnya untuk ukuran neutron harus diperbaiki.

Jurnal Referensi:
Arseniy A. Filin, Vadim Baru, Evgeny Epelbaum, Hermann Krebs, Daniel Möller, Patrick Reinert: Extraction of the neutron charge radius from a precision calculation of the deuteron structure radius, in: Physical Review Letters, 2020, DOI: 10.1103/PhysRevLett.124.082501

Tautan ke artikel asli: How big is the neutron / Ruhr-Universität Bochum

Diterjemahkan oleh saintifia dengan seizin dari yang bersangkutan, segala kesalahan translasi menjadi tanggungjawab kami.