在过去15年里,物理学家们就氢原子质子电荷半径的测量结果存在显著争议。一些测量结果与我们最强的理论模型预测相符,而另一些则表明质子比预期要小。这种差异曾暗示了可能存在令人兴奋的“新物理学”。然而,最近发表在《自然》和《物理评论快报》上的两篇论文所描述的最新实验测量结果,似乎正在平息这场争论。
证据现在倾向于支持更小的质子半径,并反对新物理学的存在。加州大学伯克利分校的洛塔尔·迈森巴赫(Lothar Maisenbacher)是《自然》论文的合著者之一,他表示:“我们相信这是质子半径之谜的最后一颗钉子。”这个问题最初源于2010年利用μ子氢进行的μ子光谱测量。μ子比电子重近200倍,因此它在质子内部的概率高出1000万倍,使其成为一种灵敏度更高的测量技术。这些测量结果显示质子半径显著更小,为0.841飞米,远超出已建立的误差范围。新的数据支持这一较小的值,表明之前的矛盾并非实验误差,而是反映了质子的真实大小,从而维护了量子电动力学(QED)理论的有效性。