【記者羅智華台北報導】花了十年時間，清華大學物理系副教授劉怡維與來自三大洲的頂尖科學家研究發現，原來「質子沒有過去所認為的那樣大」，這項突破性研究不但引發國際重視，更一舉登上《自然》期刊。研究團隊表示，研究結果將挑戰現有的量子電動力學理論，並可能改寫原有的物理教科書內容。

劉怡維說，質子是三種組成物質的基本元素之一，由質子與中子構成原子核，還有圍繞原子核的軌道電子，原子核內的質子數目可用來標定化學元素。多數人都知道質子是由夸克所組成，是一種有體積的粒子。為測量出精確的質子半徑，研究團隊以「奇異氫原子光譜」進行量測，結果發現質子比過去科學家所認為的還要小了百分之四，從原本的零點八七六八飛米縮小為零點八四一八四飛米。劉怡維強調，研究結果代表的並不是質子縮小了，而是質子沒有我們過去所想的那麼大。

什麼是奇異氫原子呢？劉怡維解釋，奇異氫原子是由一個帶負電的渺子圍繞著質子所形成，渺子比電子質量重了兩百倍，因此讓渺子的運行軌道可以比電子的運行軌道更靠近質子，也讓科學家可以藉助渺子軌道特性，並利用特製雷射與新型渺子束等儀器來測量質子半徑。而這項研究結果看起來雖然簡單，但卻是花了科學家十年時間才找到答案。

提供經費補助的國科會表示，這項研究共有來自三大洲三十二位科學家攜手合作，台灣則是唯一參與研究的亞洲國家。劉怡維說研究過程中遇到不少挫折，一度讓團隊以為做不下去了，幸好大家還是克服問題、找到答案。

「科學研究不能短視近利，而是一步一腳印的累積過程。」清大物理系主任張祥光表示，這個研究結果是基礎科學的重大發現，短期內雖不見得能應用於日常生活中，但卻是推動科學發展往前邁進的重要力量。