基本粒子的大小在物理学中仍然是一个谜。基本粒子有没有大小,有的话大小是多少目前都没有定论。标准模型将基本粒子处理为没有大小的点粒子,而弦理论认为基本粒子是由普朗克尺度的弦构成。但无论哪个假说都无法回答题主的问题。
ZEUS Collaboration使用位于德国汉堡的加速器「HERA」进行实验试图求出夸克的半径。HERA是世界唯一的轻子·质子对撞加速器。通过分别加速电子与质子并让它们对撞,可以产生特拉级电子伏特(TeV)的能量。
通过不断重复电子与质子的对撞实验,ZEUS Collaboration算出电子与构成质子的夸克的对撞概率,并将这些对撞概率非常低的粒子的非弹性截面积在1fb (10的负43次方平方米)的尺度下计算出来。为了计算出电子和质子的散射,需要让电子和其反粒子正电子与质子进行对撞。
最终,实验结果表明夸克的半径的上限4.3×10的负19次方m,约为质子的2000分之一。当然,这终究只是一个上限值,夸克实际的半径可能比这个小得多,也可能完全为0。