一颗篮球的半径有多长，想知道答案拿尺量测即可。但如果测量对象改为质子（proton）呢？量测方式可能更为複杂，且答案难以釐清。因此，此问题被称为质子半径之谜（proton radius puzzle），时至今日尚未解开。过去一直有科学团队试图解开谜题，但由于测量方式不同，使结果都有落差，导致质子半径长度依旧无解。但近日，加拿大约克大学（York University）的研究团队发现，质子半径可能比过去实验结果更小。

2010年之前，量测质子半径的长度有两种方法。第一是光谱法，利用电子能阶（energy level）间接测量半径长度;第二则是利用核散射，透过向质子发射电子，观测电子的散射推算半径。两方法所得到的半径接近，约0.876飞米（fs，10-15公尺）。2010年，德国马克斯普朗克量子光学研究所（Max Planck Institute of Quantum Optics）以缈子氢（muonic hydrogen）作为测量的新方法，结果显示半径约为0.842飞米，与过去的实验结果出现明显差异。

这次，研究团队利用新方式进行测量，结果显示质子半径约为0.833飞米，与2010年的实验结果较为接近，再次证实当时的实验结果，也代表质子的半径比科学家过去所认为的更小。而目前尚有其他团队也在进行测量质子半径的实验，当更多的实验结果出现后，学界对于质子半径的长度将会逐渐达成共识。而当这些基本的物理问题得到解答后，人们对于物理定律将会可获得更深一层的理解。

 

N. Bezginov et al., A measurement of the atomic hydrogen Lamb shift and the proton charge radius, Science, 2019.