proton sırları. Yaşı ve boyutu henüz bilinmiyor
Bir protonda üç kuark olduğu iyi bilinmektedir. Aslında yapısı daha karmaşık (1) ve kuarkları birbirine bağlayan gluonların eklenmesi meselenin sonu değil. Proton, böylesine kararlı bir madde parçacığı için garip olan gerçek bir kuark ve antikuark denizi olarak kabul edilir.
Yakın zamana kadar protonun tam boyutu bile bilinmiyordu. Uzun bir süre fizikçiler 0,877 değerine sahipti. femtometre (fm, burada femtometre 100 kentilyon metreye eşittir). 2010 yılında, uluslararası bir ekip İsviçre'deki Paul Scherrer Enstitüsü'nde yeni bir deney yaptı ve biraz daha düşük 0,84 fm değeri elde etti. 2017 yılında Alman fizikçiler, ölçümlerine dayanarak, 0,83 fm'lik bir proton yarıçapı hesapladılar ve ölçüm hatasının doğruluğu ile beklendiği gibi, 0,84 yılında egzotik "muonik hidrojen radyasyonu temelinde hesaplanan 2010 fm değerine karşılık gelecekti. "
İki yıl sonra, Virginia'daki Jefferson Laboratuarı'nda PRad ekibini oluşturan ABD, Ukrayna, Rusya ve Ermenistan'da çalışan başka bir grup bilim insanı, ölçümleri aşağıdakilerle çapraz kontrol etti. protonların elektronlara saçılması üzerine yeni deney. Bilim adamları sonucu aldı - 0,831 femtometre. Bu konudaki Nature makalesinin yazarları, sorunun tamamen çözüldüğüne inanmıyorlar. Bu, maddenin "temeli" olan parçacık hakkındaki bilgimizdir.
Bunu açıkça söylüyoruz proton - +1 yükü ve yaklaşık 1 birim dinlenme kütlesi olan baryonlar grubundan kararlı bir atom altı parçacık. Protonlar ve nötronlar, atom çekirdeğinin elementleri olan nükleonlardır. Belirli bir atomun çekirdeğindeki proton sayısı, periyodik tablodaki elementlerin sıralanmasının temeli olan atom numarasına eşittir. Bunlar birincil kozmik ışınların ana bileşenidir. Standart Modele göre proton, hadronlar veya daha doğrusu baryonlar olarak sınıflandırılan karmaşık bir parçacıktır. üç kuarktan oluşur – gluonlar tarafından iletilen güçlü etkileşime bağlı iki yukarı “u” ve bir aşağı “d” kuark.
En son deneysel sonuçlara göre, eğer bir proton bozunursa, bu parçacığın ortalama ömrü 2,1 · 1029 yılı aşıyor. Standart Modele göre en hafif baryon olan proton kendiliğinden bozunamaz. Test edilmemiş büyük birleşik teoriler, genellikle en az 1 x 1036 yıllık bir ömürle protonun bozunmasını tahmin eder. Proton, örneğin elektron yakalama sürecinde dönüştürülebilir. Bu süreç kendiliğinden oluşmaz, sadece bir sonucu olarak meydana gelir. ekstra enerji sağlamak. Bu süreç geri dönüşümlüdür. Örneğin, ayrılırken beta nötron protona dönüşür. Serbest nötronlar kendiliğinden bozunur (ömrü yaklaşık 15 dakika) ve bir proton oluşturur.
Son zamanlarda yapılan deneyler, protonların ve komşularının bir atomun çekirdeğinin içinde olduğunu göstermiştir. nötronlar olması gerekenden çok daha büyük görünüyorlar. Fizikçiler bu fenomeni açıklamaya çalışan iki rakip teori geliştirdiler ve her birinin savunucuları diğerinin yanlış olduğuna inanıyor. Bazı nedenlerden dolayı, ağır çekirdeklerin içindeki protonlar ve nötronlar, çekirdeğin dışında olduklarından çok daha büyükmüş gibi davranırlar. Bilim adamları buna, onu yanlışlıkla keşfeden grup olan European Muon Collaboration'ın EMC etkisi diyor. Bu, mevcut olanların ihlalidir.
Araştırmacılar, nükleonları oluşturan kuarkların diğer proton ve nötronların diğer kuarklarıyla etkileşime girerek parçacıkları ayıran duvarları yok ettiğini öne sürüyorlar. Bir oluşturan kuarklar proton i kuarklar başka bir proton oluşturarak aynı yeri işgal etmeye başlarlar. Bu, protonların (veya nötronların) gerilmesine ve bulanıklaşmasına neden olur. Çok kısa sürede de olsa çok güçlü bir şekilde büyürler. Ancak, tüm fizikçiler fenomenin bu tanımına katılmazlar. Öyle görünüyor ki, bir atom çekirdeğindeki bir protonun sosyal hayatı, yaşı ve büyüklüğünden daha az gizemli değil.
