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质子的半径重新修正为更小值
令人惊叹的测量方法将会产生新的物理学。
微小的尺寸（10 -18 米）只有在物理学领域中会引起重大的影响。有一种新的测量方法发现质子比在以前的实验中的测量值大约小了4%。这一研究发表在2013年1月25日出版的《科学》杂志上，有一些物理学家认为，这个质子半径实验结果的差异可能会导致发现新的粒子或新的相互作用力。
美国威廉和玛丽大学（位于弗吉尼亚州威廉斯堡）的理论物理学家卡尔·卡尔森（他并没有参与这项研究）说：“戳破一个你不能解释的小效应也许正是揭示一个大的物理学分支的方法。并且这是一个特别有趣的案例。”
多年来，物理学家已经运用了两种间接的方法来测定质子大小。他们用电子束来撞击质子，并测量飞行的粒子所偏离的距离。另一种方法，物理学家研究氢原子中的电子活动。他们对原子发射一道激光，这样单电子能够跃迁到一个更高并且不稳定的能级上；当电子返回到低能级状态时，它将释放辐射，其中辐射的频率取决于质子的大小。这两种方法都得出质子有一个大约为0.88飞米（即千万亿分之一米=1毫微微米）的半径。
这种间接测量方式从未被质疑过，直到2010年当奥尔多·安托尼尼和他的团队在苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）发展出了一套新的技术来探测质子的大小。他们同样使用氢原子，但是他们改用μ介子来代替电子。μ介子粒子与电子相似，但是质量是电子的200倍。μ介子增加的重量提高了它们与质子的相互作用力，并使它们的活动更依赖于质子的大小。在测量由μ介子能级迁移所产生的X射线之后，安托尼尼团队在《自然》杂志上发表了一篇文章，文中提出质子的半径是0.84飞米，大约比以前估计的少4%。
现在这个团队用μ介子氢原子进行了复查，检测来自两个能级跃迁的X射线频率。这两种辐射导致同样的结论，即质子半径变小了。新的研究排除了系统误差的可能性，并增加了40%的测量精度。
卡尔森认为物理学家在μ介子实验或是电子实验中可能忽视了某种误差。这个案例中的研究正在寻找每个实验的细节，希望获得一致的质子尺寸的结果。
然而卡尔森情不自禁地认为这不是在尺寸测量中的人工误差，而有可能是一种新的物理学。根据物理学的标准模型，电子和μ介子应该只是在质量上不同。但是理论物理学家正在探索一种能与μ介子相互作用的未知粒子存在的可能性。卡尔森说：“这一定会引起物理学界的巨大变化。”
在接下来的两三年里，物理学家希望通过另一种独立的测量方法来测定质子大小。阿贡国家实验室（Argonne National Laboratory）的物理学家约翰·阿林顿正在开发一种用于撞击质子的μ介子束。如果这个实验结果与μ氢实验的结果相近，那么正如阿林顿所说的那样，新物理学开始发挥作用了。