美國科學(xué)家在最新一期《自然》雜志撰文稱，他們借助一種電子散射新方法，對質(zhì)子半徑進(jìn)行了極為精確的測量，得到新值0.831飛米，小于此前其他電子散射方法測得的0.88飛米，且新值與科學(xué)家最近通過μ介子原子光譜法測得的結(jié)果相吻合。

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)6日報道，最新實驗由PRad協(xié)作組在美國能源部托馬斯·杰斐遜國家加速器實驗室內(nèi)進(jìn)行，該實驗發(fā)言人阿肖特·加斯帕里安說：“最新結(jié)果對解決所謂的‘質(zhì)子半徑’難題至關(guān)重要。”

質(zhì)子由3個夸克組成，位于原子的心臟地帶。盡管其無所不在，但仍身負(fù)諸多秘密，目前有大量實驗旨在揭示其“廬山真面目”，其中包括測得其精確的大小。

2010年之前，質(zhì)子半徑最精確測量來自兩種不同的實驗方法：電子散射實驗和原子光譜測量，這兩種方法得出的質(zhì)子半徑約0.88飛米（1飛米=10-15米）。但在2010年，有科學(xué)家宣布，他們借助一種新方法——用電子較重的“表兄弟”μ介子取代電子制造出人造氫原子，然后測量該氫原子的光譜，推斷出質(zhì)子半徑為0.84飛米。

這種不一致就是加斯帕里安所謂的“質(zhì)子半徑”難題，這也是當(dāng)今物理學(xué)界一個重要的未解之謎。有鑒于此，2012年，由加斯帕里安領(lǐng)導(dǎo)的協(xié)作組，希望對電子散射方法進(jìn)行改進(jìn)，從而對質(zhì)子的電荷半徑進(jìn)行更精確測量。

在最新實驗中，他們研發(fā)了3種新技術(shù)來改進(jìn)電子散射方法測量質(zhì)子半徑，大大提高了實驗精度。他們表示，由于采用新方法，得到的結(jié)果非常獨特。他們也期待與新光譜得到的值以及全球正在進(jìn)行的電子和μ輕子散射測量結(jié)果做個比較。

PRad合作組聯(lián)合發(fā)言人高海燕稱，他們計劃接下來使用新實驗方法更精確測量氘核和氘核的半徑，“我們很有可能將測量精度提高兩倍甚至更多”。

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