科学家们准确测量了氦原子核半径，准确数字对科学家们来说很重要

瑞士保罗谢勒研究所和麻省理工学院科学家们测量了氦原子核的半径，其精度是以往任何时候的五倍，借助新的准确值，很多基本的物理理论可以得到检验。氦是宇宙中第二丰富的元素，仅次于氢。在大爆炸后最初几分钟内形成的原子核中，大约四分之一是氦核，氦核由四个组成部分组成，分别是两个质子和两个中子。对于基础物理学来说，了解氦原子核的性质，以及了解比氦重的其他原子核的过程，是非常重要的。

在本次实验中，科学家们不是用普通原子，而是μ介子取代电子，它们两个很相似，但μ介子大约重200倍，μ介子与原子核结合环绕原子核的轨道窄得多。另外与电子相比，μ介子更容易留在原子核中。因此，利用μ介子氦，科学家们可以得出原子核结构的数据，并测量其性质。

μ介子是用粒子加速器制造的，PSI的低能量装置可以产生μ介子，这些低能粒子很慢。在实验中，科学家们需要将μ介子抛出其轨道并取代它，而μ介子会直接穿过这个装置。PSI系统比世界上所有其他类似系统提供更多的低能μ介子。这就是为什么μ介子氦原子实验只能在这里进行的原因。

μ介子会击中并穿过一个充满氦气的小型模块，如果条件合适，就产生了μ介子氦，这时候μ介子处于一种能量状态，它会停留在原子核中。然后科学家们会操作激光系统向氦发射激光脉冲，如果激光具有正确的频率，它就会激发μ介子并将其推进到更高的能量状态，在这种状态下，μ介子的路径会在原子核之外。当它从这个状态下降到基态时，科学家们会发射X射线，探测器会记录这些X射线信号。

在实验中，改变激光频率直到大量的X射线信号被记录，这就是记录μ介子和氦原子的共振频率，这是实验的一个关键。最后根据理论，测得的能量差就可以确定原子核的大小，然后利用理论方程，可以根据测得的共振确定半径。

现在已经确定氦原子核的平均电荷半径是1.67824飞米。