精准测量表明质子又“瘦了”

《科学日报》，北京，11月7日(记者刘霞)——美国科学家在最新一期《自然》杂志上写道，他们用一种新的电子散射方法对质子半径进行了极其精确的测量。新值为0.831毫微微米，小于以前用其他电子散射方法测得的0.88毫微微米，与科学家最近用μ子原子光谱法测得的结果一致。

根据物理学家组织网络6日的一份报告，最新的实验是由美国能源部托马斯·杰斐逊国家加速器实验室的PRad合作小组进行的。发言人阿什特·加斯帕里安说:“最新的结果对于解决所谓的‘质子半径’问题至关重要。”

质子由三个夸克组成，位于原子的中心。尽管它无处不在，但它仍有许多秘密。目前，大量的实验旨在揭示它的“真面目”，包括测量它的精确尺寸。

在2010年之前，最精确的质子半径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。通过这两种方法获得的质子半径约为0.88毫微微米(1毫微微米=10-15米)。然而，在2010年，一些科学家宣布他们已经使用了一种新的方法——用更重的电子取代电子产生人造氢原子，然后测量氢原子的光谱，推断出质子半径为0.84毫微微米。

这种不一致性就是加斯帕里安所谓的“质子半径”问题，这也是当今物理学中一个重要的未解之谜。有鉴于此，2012年，Gasparian领导的协调小组希望改进电子散射方法，以便更准确地测量质子的电荷半径。

在最近的实验中，他们开发了三种新技术来改进测量质子半径的电子散射方法，大大提高了实验精度。他们说由于采用了新方法，所获得的结果非常独特。他们还希望与从新光谱中获得的值以及在世界范围内进行的电子和μ轻子散射测量的结果进行比较。

PRad合作组织的联合发言人高海燕说，他们计划下一步使用新的实验方法来更精确地测量申命记和申命记半径。"我们有可能将测量精度提高一倍或更多."