蔣正偉 Cheng-Wei Chiang

領先全球 構建新物理框架來探討質子大小

2010年對μ子氫的Lamb位移進行測量，實驗得出的質子大小比普通氫的平均值小約5個標準差。這不僅對原子物理構成挑戰，更對量子理論提出質疑。得知此最新發現的當時，我正從臺灣飛往美國進行國家科學及技術委員會支持的短期進修，落地後迅速建立新物理理論框架並進行計算，發現許多低能物理數據不支持此解釋。

此研究是首次在新物理的框架下探討質子大小的工作，並搶先普林斯頓大學的一組研究人員完成，最終發表於《Physical Review Letters》，隨後我還有一篇跟進論文也發表於該期刊。這些研究對於嘗試解釋該異常現象及相關物理的理論模型構建有深遠影響，成為研究質子大小的標準參考文獻。

暗光子在宇宙學及物理理論中具有重要地位。一些研究提出透過希格斯衰變到普通光子和暗光子，或許有望在大強子對撞機上發現此粒子。然而，基於先前對該主題的研究，我發現這些工作的分析存在錯誤與不足之處，因此採取一種新的方法，對包含新粒子作為中介的廣泛模型進行研究，並在理論約束及數據限制下深入分析，對中介粒子設立嚴格的限制，並對該衰變提出更嚴格的上限，遠低於當前對撞機的限制，甚至超越了其未來的靈敏度。

此研究對於實驗與理論均具有重大影響，發表於《Physical Review Letters》。根據我的結果，未來的實驗計畫必須重新評估，是否應繼續搜尋或將資源投入提升靈敏度。若未來的實驗觀測到的衰變率高於我們的預測，則理論學家將須構建更精細調整的模型，以期在不違背其他已知觀測量的前提下增強該衰變道。