質子半徑的理論分析及計算

我在“納入輻射半徑的萬有引力定律”一文中論述到，原子核中質子自轉的角速度不小于3.7×10^9rad/s。納入輻射半徑的萬有引力定律的表達式：F=G1Mmω1ω2/R^2，其中，G1是廣義范圍的萬有引力常數、M、m分別是兩個物質的質量、ω1、ω2是兩個物質的自轉角速度、R是兩個物質之間的距離、F是兩個物質之間的引力。詳細論證鏈接：納入輻射半徑的萬有引力定律。由于任何物質的輻射半徑都遵循：R=c/ω，其中，c是光速、ω是自轉的角速度、R是輻射半徑。對于質子R=c/ω=3×10^8/3.7×10^9=8.1×10^-2米，也就是說，質子的輻射半徑不大于8.1×10^-2米。現有理論做出的結論：強相互作用比電磁相互作用強10^2—10^3倍。也就是說，質子之間的相互作用的“引力”是電磁力的10^2—10^3倍，對于質子ω1=ω2，所以對于質子有：質子在原子核自轉的角速度ω=10√10×3.7×10^9rad/s，據此我們進一步推算，在原子核中質子的輻射半徑范圍在=8.1×10^-3米—2.6×10^-3米。那么質子的半徑又是多少呢？

20世紀70年代以來，在深度非彈性散射等一系列高能量實驗中發現一些新現象，借助于理論分析，可解釋為強作用在短距離（小于10^-14厘米=10^-16米）處隨距離減小而變弱。即兩個質子在相距10^-16米強相互作用隨距離減小而變弱，根據這一客觀事實，此時兩個質子必然相切，再靠近即接觸質子的實體必然受阻，說明2R=10^-16米，其中，R是質子的半徑，所以質子的半徑R=10^-16米/2=5×10^-17米。

通過μ子氫原子譜和電子散射實驗，人們不斷提高對質子尺寸（約為0.84–0.88飛米）的測量精度，并引發“質子半徑之謎”，成為當前物理學熱點問題之一。也就是說，現在通過實驗測定認為質子的半徑在（8.4×10^-16米—8.8×10^-16米）。其實，質子在原子核中的半徑比8.4×10^-16米還要小，質子在原子核中的半徑應該在5×10^-17米數量級。

結論：原子核中：質子的輻射半徑范圍在8.1×10^-3米—2.6×10^-3米；質子的半徑在5×10^-17米數量級。