对质子内部结构的观察表明，它的质量与大小是不同的

微小的质子是构成宇宙的关键。它的特性定义了化学，控制着将原子构建成分子的电子团，并将构建复杂分子。

尽管我们对质子的行为有所了解，但质子的内部结构科学家们仍在破译。

在托马斯·杰斐逊国家加速器设施进行的一项新实验揭示了这个谜团，揭示了更多关于质子内部的信息，以及物质本身是如何以最小的尺度组合在一起的。

研究人员能够测量将质子结合在一起的称为胶子的微小基本粒子的运动。这种测量以前被称为质子的胶子引力形状因子，它是一种了解带正电核粒子质量结构的窗口。

研究小组发现，质子质量的半径与覆盖其电荷分布的半径不同，电荷分布通常被用作质子大小的代表。虽然这些值不一定会匹配，但它们之间的差异可以告诉科学家更多关于质子是如何组合在一起的。

弗吉尼亚州托马斯·杰斐逊国家加速器设施的高级科学家马克·琼斯说：“这种质量结构的半径小于电荷半径，因此它让我们有了核子质量与电荷结构的层次感。”。

由于胶子缺乏电荷和质量，它们的测量必须间接进行，例如从被称为介子的夸克和反夸克配对的衰变产物中进行。该实验涉及一束电子束和一束光子束穿过液氢，这导致了相互作用，产生了一种称为J/ψ粒子的介子。

通过测量J/ψ粒子的沉降物，并将结果与理论模型进行比较，科学家们计算了质子内质量和电荷的不同分布。

电荷半径越大，意味着质子的质量越集中，这表明一些胶子可能会延伸到含有质量的夸克之外。

量子粒子以某种方式出现和消失，这使得研究它们变得很有挑战性。对质子质量和电荷结构的更多了解建立在我们对构成我们周围宇宙的粒子的基本理解之上。

尽管如此，仍有很多工作要做。这些发现部分依赖于除了实验观察之外提到的理论模型，目前尚不清楚质子质量是如何分布的，以及与胶子活动的联系。

未来的研究已经计划好了，包括不同的仪器和实验技术，以及更高水平的精度。过不了多久，我们可能会知道质子究竟是如何产生的。