今はすべてが軌道から外れているように感じますが、前向きに考えましょう。陽子は新しい半径を持っています

木曜日のサイエンス誌に掲載された論文によると、原子核内にある正電荷を帯びた陽子の半径は1兆分の1ミリメートル未満だという。

科学者たちは陽子の大きさについて頭を悩ませてきました。この素粒子の半径を測定するために様々な方法が用いられましたが、それぞれ異なる数値が出てきました。これを「陽子半径パズル」と呼んでいます。今回の最新の研究では、陽子の半径はわずか0.833フェムトメートル、つまり0.833×10-15^メートルであると結論付けられました。

「陽子の大きさを決定するのに必要な精度のレベルにより、これは私たちの研究室がこれまで試みた中で最も困難な測定となった」と、論文の共著者でカナダのヨーク大学物理学・天文学部の教授、エリック・ヘッセルズ氏は語った。

0.833 フェムトメートルという数字は、2013 年に別の専門家グループが出した 0.840 フェムトメートルという以前の推定値にかなり近い。しかし、これは今日の公式値 0.876 フェムトメートルより約 5% 小さい。

「ミューオン水素のラムシフトから推定される陽子の大きさと、通常の（電子）水素に基づく教科書的な平均値との間の食い違いは、物理学者をほぼ10年間悩ませてきた」と論文の要旨には記されている。

ミューオン水素におけるラムシフトの測定は、科学者が陽子の大きさを絞り込むことができる高度な実験です。まず、ミューオンを陽子の周りを周回させてミューオン水素を生成します。これは不安定な構造で、構造が崩壊するにつれて、電子が2つの異なるエネルギー準位から落ち込み、ラムシフトと呼ばれるエネルギー量を放出します。

エネルギー準位の差は、電子と陽子の相互作用によって影響を受けます。ラムシフトを測定することで、物理学者は陽子の特性を調べることができます。ヨーク大学とカナダのトロント大学の物理学者たちは、陽子の半径を測定するための独自の実験を考案するために8年を費やしました。®