لمعرفة الحجم الحقيقي للبروتون، استبدل الفيزيائيون الإلكترون في ذرة الهيدروجين بنسخته الثقيلة — الميون. الميون، مثل عدسة مكبرة بتكبير ألف مرة، يقترب من النواة عن كثب و'يتحسس' البروتون بدقة لم تكن متاحة من قبل. أظهر التحليل الطيفي أن البروتون أصغر بنحو 4% مما أعطته التجارب القديمة مع الإلكترون العادي.
شكّل هذا تحدياً لـالنموذج المعياري ومبدأ عالمية اللبتونات — فكرة أن جميع الجسيمات الخفيفة تخضع لنفس قوانين الكهرباء. بدا الأمر كما لو أن عدستين مكبرتين مختلفتين ترسمان صورتين متناقضتين لنفس الجسم.
لكن إعادة فحص البيانات القديمة كشفت عن خلل. اتضح أن 'العدسة' الإلكترونية كانت تعاني من خطأ غير ملحوظ: كانت تشوه الصورة قليلاً. بعد المعايرة، اتفقت العدستان على حجم واحد. تبخر اللغز، ونجت الفيزياء.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2604.15546
Pohl et al. measured the energy difference between the 2P and 2S states of muonic hydrogen and used it to determine a precise value of the proton radius. The result disagreed significantly from values extracted from electronic hydrogen and elastic electron-proton scattering. This discrepancy was exciting because it indicated a breakdown of Coulomb's law. In more technical terms, the discrepancy indicated that a fundamental property of the Standard Model, known as lepton universality, could be violated. This chapter explains the origins, meaning and significance of the puzzle. A resolution, based on very recent experiments, is stated. The proton radius puzzle is no more.
يتحلل الميون في 2 ميكروثانية. يقطع الضوء خلال هذه المدة 600 متر فقط. لكن هذا يكفي ليمنح الهيدروجين الميوني أدق قياس لحجم البروتون في التاريخ.