Який точний радіус протона?
Середньоквадратичний радіус заряду протона становить приблизно 0,84–0,87 Фм (1 Фм = 10−15 м). У 2019 році два різних дослідження з використанням різних методів виявили, що цей радіус дорівнює 0,833 фм, з невизначеністю ±0,010 фм.
Радіус протона дуже малий, приблизно 1 фм (1 фм дорівнює 10-15 м), менше радіуса атома водню в 60 000 разів. Оскільки протон є фундаментальною частинкою, багато зусиль витрачається на вимірювання його розміру. З 2010 року розмір протона спантеличує як теоретиків, так і експериментаторів.
Але результат їх збентежив: радіус протона — або, точніше, наскільки далеко поширюється його позитивний заряд — виявилося 0,84 фм, приблизно на 0,04 фм менше, ніж усі попередні вимірювання.
Позитивно заряджені протони різні – згідно з поточними вимірюваннями, їхній радіус становить 0,84 фемтометра (фемтометр – це квадрильйонна частина метра). Однак ще кілька років тому вважалося, що вони дорівнюють 0,88 фемтометра – невелика різниця, яка викликала чималий резонанс серед експертів.
Радіус протона, який зазвичай визначають через тривимірну щільність заряду протона, є одним із них. Радіус протона, виміряний за допомогою водневої спектроскопії та експериментів з електронно-протонного розсіювання, становить приблизно 0,88 фм, тоді як спектроскопія мюонних атомів водню показує радіус 0,84 фм.
Фотон має форму тонкої палички, якщо його енергія нижча за енергію спокою електрона, і схожий на пластину, якщо її радіус менший за класичний радіус електрона. Для фотона hν=13,6 еВ радіус фотона дорівнює 34.9 вечора і менше радіуса Бора.