How big is Längder kortare än detta har inte bekräftats.?

Den här posten är en markör, inte ett objekt. Den visar var uppmätta storlekar tar slut i utforskaren: allt som visas som mindre än den är en partikel utan uppmätt storlek eller en längd som kommer från teori snarare än från mätning. Markören ligger vid 100 attometer, eller 10⁻¹⁶ meter, ungefär en sjuttondel av bredden på en proton. Den siffran är ungefärlig och är inte i sig en mätning.

Storlek

En attometer är 10⁻¹⁸ meter, en miljarddel av en miljarddels meter, så 100 attometer är 10⁻¹⁶ meter. Skrivsättet 10⁻¹⁶ betyder 1 delat med en etta följd av 16 nollor. Närmast ovanför markören finns de minsta objekten i utforskaren vars storlekar har mätts, neutron och proton. En proton är ungefär 1,7 femtometer (1,7 × 10⁻¹⁵ meter) i diameter.

Markörens värde är en grov gräns mellan de uppmätta storlekarna och de ouppmätta nedanför. Det betyder inte att kortare avstånd ligger utom räckhåll. Experiment har letat efter en storlek hos kvarkar på avstånd som är mindre än en hundradel av markörens längd, och har inte funnit någon.

Storleksjämförelser

• En proton, ungefär 1,7 femtometer i diameter, är ungefär 17 gånger så bred som markörens 100 attometer.
• Markörens längd är mer än 100 gånger den största storlek som experimenten tillåter för en kvark, ungefär 8,6 × 10⁻¹⁹ meter i diameter.
• Cirka en miljon längder på 100 attometer, lagda ände mot ände, skulle sträcka sig över en väteatom, som är ungefär 0,1 nanometer (en tiondel av en miljarddels meter) i diameter.
• Om 100 attometer förstorades till 1 millimeter, skulle en proton vara ungefär 17 millimeter i diameter, och ett människohår skulle vara ungefär 1 miljon kilometer brett, ungefär 2,6 gånger avståndet mellan jorden och månen.

Hur korta avstånd studeras

Fysiker studerar korta avstånd genom att skjuta snabba partiklar mot ett mål och se hur de sprids. En partikel i rörelse, till exempel en elektron, beter sig också som en våg, och ju mer energi den har, desto kortare blir våglängden, det vill säga avståndet från en vågtopp till nästa. En kortare våglängd kan avslöja finare detaljer.

I slutet av 1960-talet sköt fysiker från SLAC och MIT i USA elektroner med energier på upp till ungefär 20 GeV (miljarder elektronvolt) mot protoner. Vid den energin är en elektrons våglängd ungefär 6 × 10⁻¹⁷ meter, något kortare än markörens värde och mycket mindre än en proton. Elektronerna avslöjade små, hårda korn inuti protoner, korn som nu är kända som kvarkar.

Senare experiment tittade mycket närmare. Vid acceleratorn HERA lät ZEUS-experimentet elektroner kollidera med protoner och fann inga tecken på att kvarkar har någon storlek. År 2016 rapporterade experimentet att en kvarks radie måste vara mindre än 4,3 × 10⁻¹⁹ meter.

Vad som finns under markören

Under markören visar utforskaren de sex typerna av kvarkar, från uppkvark till toppkvark, en neutrino och en högenergineutrino. Inget experiment har mätt en storlek för någon av dem, så deras värden är inga mätningar. Utforskaren visar också den svaga kraftens räckvidd, som uppskattas utifrån teori.

Längst ned finns längder som bara kommer från teori. Plancklängden, 1,6 × 10⁻³⁵ meter, räknas ut från tre fysikaliska konstanter och är inte uppmätt som storleken på något. Supersträngar, ungefär 10⁻³⁵ meter i storlek, hör till supersträngteorin, en föreslagen teori om allt. Sådana teorier är de mest spekulativa och minst prövade bland försöken att förena naturens krafter.

Källor

• Quarks. In University Physics Volume 3. OpenStax, 2016.
• GUTs: The Unification of Forces. In College Physics, 2nd edition. OpenStax, 2022.
• The Nobel Prize in Physics 1990: Press release. Royal Swedish Academy of Sciences, 1990.
• Limits on the effective quark radius from inclusive ep scattering at HERA. H. Abramowicz et al. (ZEUS Collaboration), Physics Letters B, 2016.
• Summary Tables: Baryons. Particle Data Group, 2025.
• Summary Tables: Quarks. Particle Data Group, 2025.
• The Standard Model. In University Physics Volume 3. OpenStax, 2016.
• SI prefixes. International Bureau of Weights and Measures.
• Proton rms charge radius. NIST CODATA, 2022.
• Bohr radius. NIST CODATA, 2022.
• Planck length. NIST CODATA, 2022.
• Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.
• Moon Fact Sheet. NASA, 2024.