مجله ایلیاد/ تیمی بین‌المللی از دانشمندان با روشی به‌نام طیف‌سنجی اتمی، توانسته‌اند قطر ذره‌ی آلفا که در واقع هسته‌ی اتم هلیوم-۴ است را اندازه‌گیری کنند.

ذره‌ی آلفا از دو پروتون و دو نوترون تشکیل شده است که به‌وسیله‌ی نیروهای قدرتمند هسته‌ای به یکدیگر چسبیده‌اند. این ذره بیش از همه‌ی ذرات تا کنون مورد مطالعه قرار گرفته است و مشخصات آن برای درک نیروهای هسته‌ای و همچنین جهت پیشرفت فیزیک هسته‌ای مدرن از اهمیت بالایی برخوردار است. ساده بودن این ذره باعث شده است بسیاری از مطالعات فیزیکی بر روی آن انجام شود.

دکتر «آلدو آنتوگنینی» از موسسه‌ی فیزیک ذرات زوریخ به‌عنوان همکار این مطالعه، می‌گوید: «هسته‌ی هلیوم یک هسته‌ی بنیادی است و می‌توان آن‌را جادویی نامید. دانسته‌های قبلی ما در مورد این هسته از الکترون‌ها نشات گرفته است. با این حال، ما برای اولین بار از روش جدیدی استفاده کرده‌ایم که دقت اندازه‌گیری‌ها در مورد این هسته را افزایش می‌دهد.»

محققین برای اندازه‌گیری‌های خود از ذرات «مون» استفاده کرده‌اند. این ذرات شباهت زیادی به الکترون‌ها دارند ولی ۲۰۰ برابر آن‌ها جرم دارند. دکتر آنتوگنینی می‌گوید: «ایده‌ی پشت آزمایش ما بسیار ساده است. به صورت معمول، دو الکترون که دارای بار الکتریکی منفی هستند به دور هسته‌ی هلیوم که دارای بار الکتریکی مثبت است در حال دوران هستند. ما با اتم‌های عادی کار نمی‌کنیم. هسته‌ای که ما آن‌را بررسی کرده‌ایم، به جای دو الکترون منفی دارای یک ذره‌ی مون است. با داشتن هسته‌ای که مون در اطراف آن در حال دوران است، توانسته‌ایم ساختار اتمی و خصوصیات هسته‌ی هلیوم را به صورت دقیق‌تر محاسبه کنیم.»

محققین در واقع قطر بار ذره‌ی آلفا را اندازه‌گیری کرده‌اند و به عدد ۱.۶۷۸۲۴ فمتومتر رسیده‌اند. آن‌ها می‌گویند: «ما در واقع گذار «۲S-2P» را در یک هسته‌ی حاوی مون اندازه‌گیری کرده‌ایم و از طریق آن قطر ذره‌ی آلفا را به‌دست آورده‌ایم. اندازه‌گیری انجام شده توسط طیف‌سنجی اتمی سازگاری بالایی با اندازه‌گیری بوسیله‌ی پراکندگی الکترونی دارد، ولی طیف‌سنجی اتمی تا ۴.۸ درصد دقیق‌تر اندازه‌گیری لازم را انجام داده است. از این روش و اندازه‌گیری انجام شده، می‌توان در زمینه‌های دیگر مرتبط با هسته‌ی مواد استفاده کرد.»