科學家通過兩項精密實驗，成功測得質子半徑約為0.84飛米，這一結果與此前測量值一致，為持續十余年的“質子半徑之謎”畫上了句號。相關研究分別發表于《自然》雜志和《物理評論快報》，不僅驗證了質子尺寸的確定性，還為探索新粒子提供了重要線索。

質子作為構成原子核的基本粒子，長期被認為由三個夸克組成，其大小也早已被測定。然而，2010年一項基于μ子氫原子的實驗發現，質子半徑可能比預期小約4%，這一異常結果引發了物理學界的廣泛關注。盡管2019年的另一項實驗進一步支持了質子半徑被高估的觀點，但爭議仍未完全平息。

此次，來自德國和美國的研究團隊通過兩個互補實驗，聚焦氫原子中的電子與質子相互作用。氫原子由一個質子和一個電子組成，二者通過電磁力相互影響，這種相互作用決定了電子在原子中的能量狀態。由于電子能級躍遷的變化與質子大小密切相關，科學家通過測量這些躍遷，能夠反推出質子的半徑。

兩個研究小組均采用激光操控氫原子中的電子，并首次觀測到三個此前未被記錄的能級躍遷。通過分析這些數據，他們計算出的質子半徑不僅彼此吻合，還與2010年的“反常”結果一致。研究人員表示，這一發現表明“質子半徑之謎”可能已成為歷史。

質子尺寸的確定性增強，對通過氫原子電子行為探尋新粒子的理論具有重要意義。研究團隊的實驗精度達到百萬分之零點五，足以檢驗量子電動力學這一當前最完善的數學模型的預言。實驗結果未發現任何偏差，也未捕捉到新作用力或新粒子的跡象。

這兩項實驗還為類似研究成為粒子物理學的重要工具奠定了基礎。巨型粒子對撞機擅長尋找新的重粒子，而基于氫原子和激光的“桌面實驗”則可能發現那些極輕、難以捕捉的粒子，從而拓展人類對微觀世界的認知邊界。