proton geheime. Ouderdom en grootte nog nie bekend nie

Dit is welbekend dat daar drie kwarke in 'n proton is. Trouens, die struktuur daarvan is meer ingewikkeld (1), en die byvoeging van gluone wat kwarks saambind is nie die einde van die saak nie. Die proton word beskou as 'n ware see van kwarke en antikwake wat kom en gaan, wat vreemd is vir so 'n stabiele deeltjie materie.

Tot onlangs was selfs die presiese grootte van die proton onbekend. Vir 'n lang tyd het fisici 'n waarde van 0,877 gehad. femtometer (fm, waar die femtometer gelyk is aan 100 kwintiljoen meter). In 2010 het 'n internasionale span 'n nuwe eksperiment by die Paul Scherrer Instituut in Switserland uitgevoer en met 'n effens laer waarde van 0,84 fm vorendag gekom. In 2017 het Duitse fisici, gebaseer op hul metings, 'n protonradius van 0,83 fm bereken en, soos verwag met die akkuraatheid van die meetfout, sou dit ooreenstem met die waarde van 0,84 fm wat in 2010 bereken is op grond van die eksotiese "muoniese waterstofbestraling ."

Twee jaar later het 'n ander groep wetenskaplikes wat in die VSA, Oekraïne, Rusland en Armenië werksaam was, wat die PRad-span by die Jefferson Lab in Virginia gevorm het, die metings met nuwe eksperiment oor die verstrooiing van protone op elektrone. Die wetenskaplikes het die resultaat gekry - 0,831 femtometer. Die skrywers van die Nature-vraestel hieroor glo nie die probleem is heeltemal opgelos nie. Dit is ons kennis van die deeltjie, wat die "basis" van materie is.

Ons sê dit duidelik proton - 'n stabiele subatomiese deeltjie uit die groep barione met 'n lading van +1 en 'n rusmassa van ongeveer 1 eenheid. Protone en neutrone is nukleone, elemente van atoomkerne. Die aantal protone in die kern van 'n gegewe atoom is gelyk aan sy atoomgetal, wat die basis is vir die ordening van die elemente in die periodieke tabel. Hulle is die hoofkomponent van primêre kosmiese strale. Volgens die Standaardmodel is die proton 'n komplekse deeltjie wat geklassifiseer word as hadrone, of meer presies, barione. bestaan ​​uit drie kwarks – twee op "u" en een af ​​"d" kwarke gebind deur die sterk interaksie wat deur gluone oorgedra word.

Volgens die jongste eksperimentele resultate, as 'n proton verval, oorskry die gemiddelde leeftyd van hierdie deeltjie 2,1 · 1029 jaar. Volgens die Standaardmodel kan die proton, as die ligste barion, nie spontaan verval nie. Ongetoetste groot verenigde teorieë voorspel gewoonlik die verval van die proton met 'n leeftyd van minstens 1 x 1036 jaar. Die proton kan byvoorbeeld omgeskakel word in die proses van elektronopvang. Hierdie proses vind nie spontaan plaas nie, maar slegs as gevolg van verskaf ekstra energie. Hierdie proses is omkeerbaar. Byvoorbeeld, tydens afskeid beta neutron verander in 'n proton. Vrye neutrone verval spontaan (leeftyd ongeveer 15 minute), wat 'n proton vorm.

Onlangs het eksperimente getoon dat protone en hul bure binne die kern van 'n atoom is. neutrone lyk baie groter as wat hulle behoort te wees. Fisici het met twee mededingende teorieë vorendag gekom wat hierdie verskynsel probeer verklaar, en voorstanders van elkeen glo die ander is verkeerd. Om een ​​of ander rede tree protone en neutrone binne swaar kerne op asof hulle baie groter is as wanneer hulle buite die kern was. Wetenskaplikes noem dit die EMC-effek van die European Muon Collaboration, die groep wat dit per ongeluk ontdek het. Dit is 'n skending van die bestaandes.

Die navorsers stel voor dat die kwarke waaruit nukleone bestaan, in wisselwerking tree met ander kwarke van ander protone en neutrone, wat die mure wat die deeltjies skei, vernietig. Quarks wat een vorm proton i kwarks om 'n ander proton te vorm, begin hulle dieselfde plek inneem. Dit veroorsaak dat protone (of neutrone) rek en vervaag. Hulle groei baie sterk, al is dit in 'n baie kort tydperk. Nie alle fisici stem egter saam met hierdie beskrywing van die verskynsel nie. Dit blyk dus dat die sosiale lewe van 'n proton in 'n atoomkern nie minder geheimsinnig is as sy ouderdom en grootte nie.