科学探索|突破性的技术产生了关于硅、亚原子粒子和可能的＂第五自然力＂的新细节( 二 ) 突破性的技术产生了关于硅、

因此，来自一种夸克的主要负电荷倾向于位于中子的外部，而净正电荷则位于中心。这两个浓度之间的距离就是"电荷半径" 。这个对基础物理学很重要的维度，已经被类似类型的实验所测量，其结果有很大的不同。新的pendell?sung数据不受那些被认为是导致这些差异的因素的影响。
测量带电环境中的pendell?sung振荡提供了一种测量电荷半径的独特方式。"当中子在晶体中时，它完全在原子电云内，"NIST的Benjamin Heacock说，他是《科学》论文的第一作者。
"在那里，由于电荷之间的距离是如此之小，原子间的电场是巨大的，大约是每厘米1亿伏。由于那个非常、非常大的电场，我们的技术对这样一个事实很敏感，即中子表现得像一个球形的复合粒子，有一个略带正的核心和一个略带负的周围外壳。"
振动和不确定性
中子的一个有价值的替代方法是X射线散射。但是它的准确性一直受到由热引起的原子运动的限制。热振动导致晶体平面之间的距离不断变化，从而改变了被测量的干扰模式。
科学家们采用中子垂线振荡测量法来测试X射线散射模型所预测的数值，并发现有些模型明显低估了振动的幅度。
这些结果为X射线和中子散射提供了宝贵的补充信息。Huber说："中子几乎完全与原子中心或原子核的质子和中子相互作用，而X射线则揭示了电子在原子核之间是如何排列的。这种互补的知识加深了我们的理解。"
"我们的测量如此敏感的一个原因是，中子比X射线更深入地穿透晶体--一厘米或更多--从而测量更大的原子核组合。我们已经发现证据表明，原子核和电子可能并不像通常假设的那样僵硬地振动。这改变了我们对硅原子在晶格内如何相互作用的理解。"
第五种力量
标准模型是目前广泛接受的关于粒子和力量如何在最小尺度上相互作用的理论。但这是对自然界如何运作的一个不完整的解释，科学家们怀疑现实存在比该理论描述的更多。
标准模型描述了自然界中的三种基本力量：电磁力、强力和弱力。每种力都是通过"载体粒子"的作用而运作的。例如，光子是电磁力的力的载体。但标准模型尚未将引力纳入其对自然界的描述中。此外，一些实验和理论表明，可能存在第五种力。
Heacock说："一般来说，如果有一个力的载体，它发挥作用的长度尺度与它的质量成反比，"这意味着它只能在有限的范围内影响其他粒子。但是没有质量的光子可以在一个无限的范围内发挥作用。因此，如果我们能够包围它可能采取行动的范围，我们就可以限制它的强度。"科学家们的研究结果在0.02纳米（纳米，十亿分之一米）和10纳米之间的长度范围内将潜在第五力的强度限制提高了十倍，这给了第五力的探寻者们一个更小的范围。
【科学探索|突破性的技术产生了关于硅、亚原子粒子和可能的"第五自然力"的新细节】研究人员已经在计划使用硅和锗进行更广泛的pendell?sung测量。他们预计测量的不确定性可能会减少五倍，这可能会产生迄今为止对中子电荷半径的最精确测量，并进一步限制--或发现--第五力。他们还计划进行低温版本的实验，这将有助于深入了解晶体原子在其所谓的"量子基态"中的行为，这说明量子物体从未完全静止，即使是在接近绝对零度的温度下。