質子真的有微觀維度嗎（科學家終於測出了它的半徑）

2023-04-16 22:38:56

我們所能看到的物質世界，都是由分子原子組成的，而原子又是由質子、中子和電子組成的。質子、中子和電子都是基本粒子，它們的大小有多大呢？

實際上分子和原子都屬於微觀世界的物質狀態，而質子中子和電子又比它們小得多，有物理學家曾經打過這樣一個比喻，如果說一個氫原子相當於地球那麼大，那麼這個氫原子中心位置的原子核直徑不到200米，也就相當於一座100多米高的正方形的樓房的大小，組成物質世界的質子、中子和電子等基本粒子的體積有多麼微小了。

在質子，中子和電子這三種基本粒子中，質子和中子幾乎有著一樣的體積，質量方面中子略微大一點點，電子則比較難測，一直以來科學家們都想知道這三種基本粒子的確切的體積和質量大小，並且也進行過很多次的研究和測算。就在昨天，英國約克大學的科學家們再一次給出了質子半徑的精確數值——0.833飛米。​

​

這是什麼樣的一種概念呢？我們都知道1毫米已經非常短了，那麼1飛米是多少呢？將1毫米平均分割成1萬億份，其中的1份就是1飛米，而質子的半徑還不足1飛米。

那麼質子的直徑也就很顯然了，0.833×2=1.666飛米，也就是說一個質子的直徑還不足2飛米，中子的直徑和質子基本意義一樣。而電子和質子與中子比起來，又要小很多。

那麼英國約克大學的研究者們是怎麼測量的質子的體積呢？他們提出了一種基於電子的新測量方法來測量質子的正電荷延伸了多遠，利用自己開發的頻偏分離振蕩場（FOSOF）技術進行了高精度測量，測量中使用了一束快速氫原子束（由質子通過分子氫氣靶產生），使得他們能夠對質子半徑進行相對較為精確的測量，終於得出了上述的數值。

質子、中子、電子雖然已經很小，但是還有比它們更小的粒子，已知質子和中子都是由三個夸克和它們之間的連接鍵（膠子）組成，夸克的體積極難測量，而且不能單獨存在，對微觀世界的探索還有很多的謎底亟待揭開。