1.媒體來源:
科技新報
2.記者署名:
Emma Stein
3.完整新聞標題:
新技術探索中子、矽與第五種基本力細節
4.完整新聞內文:
透過將中子束打進矽晶體中觀察，科學家能以一種新方式測量中子的電荷半徑，並對自
然基本力假設中的第五力設下更明確探索範圍。
為了獲得晶體材料在原子尺度上的微觀特性，科學家會將一束粒子（如 X 射線、電子或
中子）瞄準晶體，趁它穿過或彈離材料平面時檢測光束的角度、強度與圖案，而矽可以
說是構建一切的通用基礎材料，可以幫助科學家理解測量精度受量子效應限制的性質。
中子則像所有量子物體一樣具有波粒二象性，當中子穿過晶體時，會在布拉格平面（Br
agg planes）和頂部形成駐波（standing wave），當來自兩條路徑的波結合（干擾）時
，它們會產生稱為 pendellösung 振盪的微弱模式，可深入了解中子在晶體內部所經歷
的力。
現在，來自美國國家標準暨技術研究院（NIST）、日本與加拿大的研究團隊，在把中子
束射進矽晶體的實驗中將矽晶體結構測量精確度提高了4倍，並以一種新方式測量中子電
荷半徑。
中子是由 3 個夸克所組成的複合粒子，這些粒子具有不同電特性且分布不均勻，負電荷
傾向位於中子外部，正電荷則位於中心，兩者之間的距離就是電荷半徑，只不過這個數
字的測量結果差異非常大。
但在帶電環境中分析 pendellösung 振盪為電荷半徑提供了獨特測量方法，在那裡，因
為電荷之間距離非常小，原子間電場相對大，此時中子表現得像一個球形複合顆粒，核
心略帶正電，周圍殼則略帶負電。在實驗中，科學家發現之前過於低估振動幅度，中子
幾乎完全與原子中心或原子核的質子、中子相互作用。
一些實驗和理論表明可能存在第五種基本作用力，研究人員正在計畫利用矽和鍺進行 p
endellösung 測量，預計測量不確定性可降低 5 倍，產生迄今為止最精確的中子電荷半
徑測量值，並進一步限制第五種力的強度。
新論文發表在《科學》（Science）期刊。
5.完整新聞連結 (或短網址):
https://technews.tw/2021/09/10/neutron-silicon-fifth-force-standing-wave/
6.備註: