新研究顯示質子質量半徑小于電荷半徑

　　新華社北京4月3日電 原子核里的關鍵粒子——質子有多大？答案取決于觀測手段。美國一項新研究顯示，反映質子內部質量分布的“質量半徑”，明顯小于由電荷分布決定的“電荷半徑”。

　　我們熟悉的物質由原子組成，原子核里帶正電荷的質子的數量決定了元素種類。人們對質子電荷的研究較為深入，已經精確測量出了質子的電荷半徑，但對其質量結構還了解甚少。

　　美國阿爾貢國家實驗室等機構研究人員說，他們利用J/psi介子研究質子內部的膠子，在此基礎上根據不同理論模型推算質子內部的質量分布，得出的質量半徑都小于電荷半徑。分析顯示，質子有一個由膠子主導的“內核”，占有質子的大部分質量。相關論文最近發表在英國《自然》雜志上。

　　質子由夸克和若干膠子組成，膠子傳遞的強相互作用把夸克“粘”在一起，使質子保持穩定。質子的絕大部分質量由膠子貢獻，由于膠子不帶電荷，傳統上用于研究質子的電子散射手段對它不起作用。

　　研究人員利用美國杰斐遜實驗室的設備，用光子束轟擊液態氫。氫原子核就是一個質子，光子與質子里的膠子相互作用產生J/psi介子，后者壽命極短，很快發生衰變。觀測衰變產生的電子-正電子對，可以算出J/psi介子的產量，進而推演質子里的膠子分布情況。

　　研究人員說，該成果有助于深入理解膠子在普通物質引力質量中扮演的突出角色。