新研究顯示質子品質半徑小於電荷半徑

新華社北京4月3日電原子核裡的關鍵粒子--質子有多大？答案取決於觀測手段。美國一項新研究顯示，反映質子內部品質分佈的"品質半徑"，明顯小於由電荷分佈決定的"電荷半徑"。

我們熟悉的物質由原子組成，原子核裡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，但對其品質結構還瞭解甚少。

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品質分佈，得出的品質半徑都小於電荷半徑。分析顯示，質子有一個由膠子主導的"內核"，佔有質子的大部分品質。相關論文最近發表在英國《自然》雜誌上。

質子由誇克和若干膠子組成，膠子傳遞的強相互作用把誇克"粘"在一起，使質子保持穩定。質子的絕大部分品質由膠子貢獻，由於膠子不帶電荷，傳統上用於研究質子的電子散射手段對它不起作用。

研究人員利用美國傑弗遜實驗室的設備，用光子束轟擊液態氫。氫原子核就是一個質子，光子與質子裡的膠子相互作用產生J/psi介子，後者壽命極短，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，進而推演質子裡的膠子分佈情況。

研究人員說，該成果有助於深入理解膠子在普通物質引力品質中扮演的突出角色。