科技日报北京 11 月 7 日电（记者刘霞）美国科学家在最新一期《自然》杂志撰文称，他们借助一种电子散射新方法，对质子半径进行了极为精确的测量，得到新值 0.831 飞米，小于此前其他电子散射方法测得的 0.88 飞米，且新值与科学家最近通过μ介子原子光谱法测得的结果相吻合。
据物理学家组织网 6 日报道，最新实验由 PRad 协作组在美国能源部托马斯 杰斐逊国家加速器实验室内进行，该实验发言人阿肖特 加斯帕里安说： 最新结果对解决所谓的 质子半径 难题至关重要。
质子由 3 个夸克组成，位于原子的心脏地带。尽管其无所不在，但仍身负诸多秘密，目前有大量实验旨在揭示其 庐山真面目 ，其中包括测得其精确的大小。
2010 年之前，质子半径最精确测量来自两种不同的实验方法：电子散射实验和原子光谱测量，这两种方法得出的质子半径约 0.88 飞米（1 飞米=10-15 米）。但在 2010 年，有科学家宣布，他们借助一种新方法 用电子较重的 表兄弟 μ介子取代电子制造出人造氢原子，然后测量该氢原子的光谱，推断出质子半径为 0.84 飞米。
这种不一致就是加斯帕里安所谓的 质子半径 难题，这也是当今物理学界一个重要的未解之谜。有鉴于此，2012 年，由加斯帕里安领导的协作组，希望对电子散射方法进行改进，从而对质子的电荷半径进行更精确测量。
在最新实验中，他们研发了 3 种新技术来改进电子散射方法测量质子半径，大大提高了实验精度。他们表示，由于采用新方法，得到的结果非常独特。他们也期待与新光谱得到的值以及全球正在进行的电子和μ轻子散射测量结果做个比较。
PRad 合作组联合发言人高海燕称，他们计划接下来使用新实验方法更精确测量氘核和氘核的半径， 我们很有可能将测量精度提高两倍甚至更多 。
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质子被发现已逾百年，很长时间以来，科学家都以为他们知道质子的大小，但 2010 年后他们又困惑了 质子半径不一样的难题，迄今未解。这种争议，本质上也是一种进步，因为只有更先进的测量，才能发现质子其实并没有一个清晰的物理边界，它与我们在宏观世界中看到的那些球体都不同。但解决这一难题，却对理解物理定律意义重大，因为我们可以更好地描述光和物质如何相互作用，并完善量子电动力学理论。
