據物理學家組織網近日報道 ，英國研究人員精確測量出了質子半徑 ：0.833飛米 ，向解決過去10年來一直困擾物理學家的質子半徑之謎邁出了關鍵一步 。解決這一謎團對理解物理定律意義重大 ，比如描述光和物質如何相互作用的量子電動力學理論 。

科學家們原以為他們知道質子的大小 ，但2010年 ，一個物理學家團隊測量到質子半徑比預期小4% ，這讓他們困惑不已 。至此 ，研究人員就一直在努力解決這2個質子半徑值不一樣的難題 ，這也是當今基礎物理學界一個重要的未解之謎 。

此前測量質子半徑使用普通的氫 ，2010年科學家首次使用μ介子氫來確定質子大小 。當時 ，他們研究了一種奇特的原子——其中電子被一個μ介子（電子較重的「表親」）取代 。2017年 ，科學家使用氫氣測得的結果與2010年測得的結果一致；而2018年一項同樣使用氫氣的實驗獲得的結果則與2010年前的數值相當 。

在最新研究中 ，約克大學科學學院的研究人員提出了一種基於電子的新測量方法 ，來測量質子的正電荷延伸了多遠 。他們利用自己開發的頻偏分離振盪場技術進行了高精度測量 。他們在測量中使用了一束快速氫原子束（由質子通過分子氫氣靶產生） ，新方法使他們能夠對質子半徑進行基於μ介子的測量 ，與2010年的測量結果相當 。

本次測量得到的質子半徑為0.833飛米 ，不到萬億分之一毫米 ，比2010年前普遍認為的半徑值約小5% 。研究負責人 、物理與天文學系的埃里克•海瑟爾斯教授說 ：「確定質子大小所需的精確度 ，讓本次測量成為我們實驗室嘗試過的最困難的一次 。經過8年研究 ，我們終於做到了 。」

（原標題 ：困擾物理學界十年難題終獲解 質子半徑精確到0.833飛米）