5月22日，据塔斯社报道，欧洲和中国的物理学家首次借助电子的重类似物μ子，对氦-3原子的半径展开超精确测量。此次测量使科学家得以证实先前的估计，并将测量误差大幅减少15倍。瑞士保罗谢勒研究所(PSI)新闻处称，所获数据将助力科学家以尽可能严格的标准检验量子电动力学理论。

该研究所声明指出，氦-3半径的精确值对于解释其他实验结果意义重大，这些实验聚焦于研究“普通”离子以及含有一个或两个电子的氦原子的性质。尤其是，所得数据将有助于尽可能严格地验证描述三体系统的量子电动力学计算，同时独立计算里德伯常数的值。

由保罗谢勒研究所教授阿尔多·安托尼尼领导的国际科学团队，多年来一直致力于以最高精度确定各类基本粒子和原子的大小及其他特性。例如，2010年，他们成功确定质子半径，并发现与之前估计值存在差异;四年前，他们测量出氦-4原子(该元素最常见的形式)的精确半径。

在此次研究中，物理学家利用μ子进行类似测量。μ子是电子的重类似物，电荷相同，但重量是电子的两百倍，因此与原子核的相互作用更强。物理学家用激光脉冲照射μ子，观察其“跳跃”到更高能级的情况，从而非常精准地确定原子大小。

具体而言，物理学家准备一组氦-3离子，将其与μ子结合，追踪它们与激光脉冲的相互作用。为此，科学家创建了特殊传感器，用以追踪粒子与氦的结合。这些测量使氦-3原子半径的测量精度提高了15倍，获得了迄今为止该参数最精确的估计值——1.97飞米(万亿分之一毫米)。

研究人员指出，氦-3原子比氦-4稍大，后者半径为1.67824飞米，这反映出它们内部结构的差异。同时，科学家强调，此次测量结果与之前通过观察电子而非μ子的运动得到的氦-3半径估计值基本一致，该值也与氦-3原子内部结构的理论建模结果接近。

研究人员表示，所获数据将有助于尽可能准确地确定原子能级特性在与真空中不断出现和消失的虚拟光子进行量子相互作用时的变化程度。量子电动力学理论预测了兰姆位移现象的存在，但科学家目前尚不能100%确定借助该理论所得计算的准确性。安东尼奥尼等科学家总结称，有关氦-3原子半径的新数据将有助于对这一理论进行验证。