新技术精确测量质子尺寸，数值与标准模型吻合无需新物理

困扰物理学界超过十年的质子半径之谜（ProtonRadiusPuzzle）终于得以解开。

质子是宇宙基本粒子之一，然而过去10多年两种不同测量方法给出不一致质子半径值，称为“质子半径之谜”，引发实验本身存在误差，还是需修正现有标准模型的疑问。

使用电子测量→得出较大质子半径（0.876飞米）。氢原子核仅包含1个质子和1个电子，因此测量氢原子电子能级可间接得出质子半径。

使用渺子测量→得出较小质子半径。缈子氢（Muonichydrogen）是由1个质子与1个带负电缈子（Muon）组成的奇异原子，缈子氢内的缈子-质子距离比氢原子内的电子-质子距离短207倍，因此它对质子尺寸更敏感。

近日，科罗拉多州立大学物理系副教授DylanYost领导的团队利用高精度雷射光谱技术得到最新测量结果，将质子半径定为约0.84飞米，虽然与过去较被物理学界接受的0.876飞米差距不大，对物质、宇宙法则来说却意义重大。

同时，另一个德国马克斯普朗克研究所团队使用不同技术也得出相似值，进一步巩固新结果可靠性。

DylanYost表示，新结果与标准模型预测高度吻合，并排除“新未知力或新粒子”造成差异的可能性，早期不一致数值很可能来自测量技术限制或常数不确定性，而非新物理现象。

团队下一步将把相同技术应用到更复杂氢同位素（如氘），持续缩小理论与实验之间差距，探索其他元素是否符合现有物理理论。

新论文发表在《物理评论快报》（PhysicalReviewLetters）。