Proton to podstawowa cząstka elementarna, będąca nieodzownym elementem struktury wszystkich atomów we wszechświecie. Od czasu odkrycia tej dodatnio naładowanej cząstki, nasza wiedza na temat jej właściwości i charakterystyki stale się rozwija, a kolejne badania dostarczają nowych informacji, niejednokrotnie korygujących wcześniejsze ustalenia.

Poczynając od wodoru, protony znajdują się w jądrze każdego pierwiastka, pełniąc kluczową rolę w budowie materii. Jednak mimo tej fundamentalnej pozycji, niektóre parametry protonu, takie jak jego rozmiar, wciąż podlegają modyfikacjom, w miarę jak naukowcy prowadzą coraz precyzyjniejsze pomiary i eksperymenty.

Przed 2010 rokiem powszechnie przyjmowano, że średnica protonu wynosi 0,887 femtometra (fm), czyli biliardowej części metra. Jednak późniejsze badania zespołu z Instytutu Optyki Kwantowej Maxa Plancka w Garching zredukowały tę wartość do 0,842 fm. Najnowsze ustalenia fizyków z Politechniki Federalnej w Zurychu jeszcze bardziej "skurczyły" proton, szacując jego rozmiar na zaledwie 0,822 femtometra.

Badania te zostały przeprowadzone niejako przy okazji innego eksperymentu, prowadzonego przez Simona Scheideggerera i Frédérica Merkta. Naukowcy ci zajmowali się badaniem liczby Rydberga - stałej fizycznej obecnej w równaniach opisujących linie emisyjne, będące śladem fotonów wyrzucanych przez elektrony dokonujące skoków kwantowych wewnątrz atomu.

Chociaż linie emisyjne wynikają z zachowania elektronów, ich układ w pośredni sposób zależy również od wielkości oddziałującego na elektrony protonu. Właśnie ten związek między rozmiarem protonu a stałą Rydberga stał się kluczem do uzyskania nowej, bardziej precyzyjnej wartości średnicy protonu.

Szwajcarscy fizycy znaleźli sposób na opuszczenie błędnego koła, w którym wielkość protonu warunkuje stałą Rydberga, a ta z kolei wpływa na oszacowanie rozmiarów protonu. Zamiast badać atom w jego standardowym stanie, doprowadzili go do granicy stabilności, odsuwając elektron możliwie daleko za pomocą pola elektromagnetycznego.

W tej sytuacji wpływy protonu na elektron tracą na znaczeniu, co umożliwiło Scheideggerowi i Merktowi dokonanie "najdokładniejszego pomiaru energii wiązania układu kwantowego dwóch ciał". A przy okazji uzyskali oni nową, jeszcze dokładniejszą wartość średnicy protonu - o 2,4% mniejszą niż dotychczas sądzono.

Choć wydawać by się mogło, że sprawa rozmiaru protonu została ostatecznie wyjaśniona, rzeczywistość jest nieco bardziej skomplikowana. Różnice w wynikach pomiarów, choć niewielkie, wciąż utrzymują się, a naukowcy zastanawiają się, co może być przyczyną tych rozbieżności. Być może to kwestia niedoskonałości stosowanych metod badawczych, a może istnieją jakieś nieznane dotąd czynniki, wpływające na tę podstawową charakterystykę protonu.

Jedno jest pewne - nasza wiedza na temat tej fundamentalnej cząstki materii wciąż podlega modyfikacjom, a kolejne eksperymenty i obserwacje dostarczają nowych informacji, pozwalających na coraz dokładniejsze zrozumienie natury protonu. Nic nie wskazuje na to, aby ten proces miał się wkrótce zakończyć - proton, jako podstawowy budulec wszechświata, wciąż kryje przed nami wiele tajemnic, oczekujących na odkrycie.