質(zhì)子半徑的理論分析及計(jì)算

我在“納入輻射半徑的萬(wàn)有引力定律”一文中論述到，原子核中質(zhì)子自轉(zhuǎn)的角速度不小于3.7×10^9rad/s。納入輻射半徑的萬(wàn)有引力定律的表達(dá)式：F=G1Mmω1ω2/R^2，其中，G1是廣義范圍的萬(wàn)有引力常數(shù)、M、m分別是兩個(gè)物質(zhì)的質(zhì)量、ω1、ω2是兩個(gè)物質(zhì)的自轉(zhuǎn)角速度、R是兩個(gè)物質(zhì)之間的距離、F是兩個(gè)物質(zhì)之間的引力。詳細(xì)論證鏈接：納入輻射半徑的萬(wàn)有引力定律。由于任何物質(zhì)的輻射半徑都遵循：R=c/ω，其中，c是光速、ω是自轉(zhuǎn)的角速度、R是輻射半徑。對(duì)于質(zhì)子R=c/ω=3×10^8/3.7×10^9=8.1×10^-2米，也就是說(shuō)，質(zhì)子的輻射半徑不大于8.1×10^-2米。現(xiàn)有理論做出的結(jié)論：強(qiáng)相互作用比電磁相互作用強(qiáng)10^2—10^3倍。也就是說(shuō)，質(zhì)子之間的相互作用的“引力”是電磁力的10^2—10^3倍，對(duì)于質(zhì)子ω1=ω2，所以對(duì)于質(zhì)子有：質(zhì)子在原子核自轉(zhuǎn)的角速度ω=10√10×3.7×10^9rad/s，據(jù)此我們進(jìn)一步推算，在原子核中質(zhì)子的輻射半徑范圍在=8.1×10^-3米—2.6×10^-3米。那么質(zhì)子的半徑又是多少呢？

20世紀(jì)70年代以來(lái)，在深度非彈性散射等一系列高能量實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)一些新現(xiàn)象，借助于理論分析，可解釋為強(qiáng)作用在短距離（小于10^-14厘米=10^-16米）處隨距離減小而變?nèi)?。即兩個(gè)質(zhì)子在相距10^-16米強(qiáng)相互作用隨距離減小而變?nèi)?，根?jù)這一客觀事實(shí)，此時(shí)兩個(gè)質(zhì)子必然相切，再靠近即接觸質(zhì)子的實(shí)體必然受阻，說(shuō)明2R=10^-16米，其中，R是質(zhì)子的半徑，所以質(zhì)子的半徑R=10^-16米/2=5×10^-17米。

通過(guò)μ子氫原子譜和電子散射實(shí)驗(yàn)，人們不斷提高對(duì)質(zhì)子尺寸（約為0.84–0.88飛米）的測(cè)量精度，并引發(fā)“質(zhì)子半徑之謎”，成為當(dāng)前物理學(xué)熱點(diǎn)問(wèn)題之一。也就是說(shuō)，現(xiàn)在通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定認(rèn)為質(zhì)子的半徑在（8.4×10^-16米—8.8×10^-16米）。其實(shí)，質(zhì)子在原子核中的半徑比8.4×10^-16米還要小，質(zhì)子在原子核中的半徑應(yīng)該在5×10^-17米數(shù)量級(jí)。

結(jié)論：原子核中：質(zhì)子的輻射半徑范圍在8.1×10^-3米—2.6×10^-3米；質(zhì)子的半徑在5×10^-17米數(shù)量級(jí)。