研究：質子確實比較小 電核半徑爲0.84087飛米
全球物理學家積極欲解開質子大小的謎題，繼2010年之後，包含清大在內的國際研究團隊，透過奇異氫原子的雷射光譜確認了質子確實是出乎意料的小，若能解開這個質子大小之謎，則有探索「新物理」的可能性。
行政院國家科學委員會6日舉行由清華大學物理系副教授劉怡維參與國際研究團隊有關「質子大小之謎」 (proton size puzzle)的研究成果發表記者會。成果並發表在1月25日出版的Science期刊。
這項研究成果經由緲子氫原子的躍遷(transition)，再次量得質子大小爲0.84087(正負差0.00039)飛米，與2010年數據相符，將精確度提高了1.7倍，與國際科學技術數據委員會(The Committee on Data for Science and Technology；CODATA)的差異由5個標準差擴到7個，並得到了質子的磁半徑(magnetic radius)。
質子、中子及電子是組成物質的3個基本元素，質子具有磁性，是個小磁鐵，超精細結構的量測可以推出質子磁力大小。目前質子的公認值爲0.8768飛米，每1飛米爲1公尺乘10的負15次方。
劉怡維表示，這項研究結果不只背離了現有的相關理論與實驗，更讓百年來建立的原子物理學出現矛盾與不一致，包括量子電動力學 (Quantum electrodynamics, QED)，或是雷德堡常數，都將面臨挑戰。
國科會表示，至今衆多理論學家與實驗學家仍努力設法解開這個不一致的數據：稱之爲質子大小之謎。過去以一般氫原子，或是電子-質子散射所進行的量測都因此發現而被重新分析、檢視，甚至將重啓過去的實驗。來自不同領域的理論物理學家也試圖從不同的角度來解釋這項物理學中的不一致，包括超越標準模型的有趣理論架構。或是設想比現今更加複雜的質子結構，試圖在理論上進行補救。
國科會指出，質子是由3個夸克所組成，是一個有着空間展延的物體。帶着電核與磁性的夸克，在空間上的組合方式，也就造成質子的電核與磁性在空間上的分佈，也就是質子的大小。
質子大小量測可利用緲子(一個特性像電子，但是質量爲其200倍，並且生命週期較短的基本粒子)與質子組合成緲子氫原子 ，透過雷射光譜學的方法，量測緲子氫原子的能階，也就能精確地決定了質子的大小。