Prootonid võivad olla oluliselt väiksemad kui siiani arvatud
Kokkuvõttes tuvastati eksperimendi käigus, et prootonid on keskmiselt umbes viis protsenti väiksemad kui varem arvati. Uus katse viitab, et prootoni raadius võiks olla 0,833 femtomeetrit (10^-15 meetrit).
Selleks, et tibatillukese osakese täpset suurust määrata, pidid teadlased läbi viima mitu eksperimenti ning nende käigus saadud tulemusi omavahel võrdlema ning ühildama. "Prootoni suuruse mõõtmiseks vajaliku täpsuse tõttu on see kõige keerulisem eksperiment, mis meie laboris kunagi tehtud on," sõnas Yorki Ülikooli füüsik Eric Hessels pressiteate vahendusel.
Erinevalt õpikutes nähtud prootonitest, ei ole päris prootoni näol tegelikult tegu kindla vormiga objektidega, vaid pigem sarnanevad need väikeste pilvedega. Selleks, et selle pilve suurust määrata, on kaks võimalust.
Üheks on tulistada üksiku vesiniku aatomi tuuma suunas negatiivseid osakesi ning jälgida nende põrkumist - selle põhjal on võimalik jälgida, kus prootoni positiivne laeng kaduma hakkab. Sellist eksperimenti on aja jooksul tehtud mitmeid kordi ning valdavalt on selle põhjal leitud, et keskmise prootoni raadius on umbes 0,88 femtomeetrit.
Teise meetodi puhul uuritakse aga prootoni ümber tiirleva elektroni energiataseme muutusi ehk nn Lambi nihet. See ilmneb siis kui aatomi ümber tiirlev osake ning prootoni kvargid omavahel reageerivad. Vaadeldes samaaegselt vesiniku aatomite energiatasemete erinevust ongi võimalik hinnata vesinikuaatomi läbimõõtu. 2014. aastal lõppenud mõõtmiste käigus paika pandud ametlik hinnang andis nominaalseks prootoni raadius 0,875 femtomeetrit.
Kuid siiani on teadlastele peavalu valmistanud 2010. aasta mõõtmine, mille käigus kasutati müüoneid ja kvantfüüsikat ning leiti, et prootoni raadius võiks olla hoopis 0,842 femtomeetrit. See tähendab, et erinevus teiste mõõtmiste ning müüonitel tugineva mõõtmise vahel on siiani olnud umbes 4 protsenti. Ka teised müüoneid kasutanud mõõtmised on saanud sarnase tulemuse.
Tegelikult on prootoni raadiuse mõõtmiseks olemas ka kolmas meetod, mida seekord rakendatigi. FOSOF täheühendiga tähistatav tehnika võimaldab samuti mõõta prootonis toimuvat faasinihet, kuid seda ilma müüonita. Selleks saadetakse prootonid läbi vesinikgaasi, kus nendest moodustub vesinikaatomitest koosnev kiir.
Kuna uue meetodi abiga saadud tulemus on sarnane 2010. aasta mõõtmisele, võibki see nüüd taas tekitada tõsise debati teemal, kui suur üks prooton ikkagi on.
