rahsia proton. Umur dan saiz belum diketahui
Umum mengetahui bahawa terdapat tiga quark dalam proton. Malah, strukturnya lebih rumit (1), dan penambahan gluon yang mengikat kuark bersama bukanlah penamat. Proton dianggap sebagai lautan quark dan antiquark yang datang dan pergi, yang aneh untuk zarah jirim yang begitu stabil.
Sehingga baru-baru ini, saiz sebenar proton itu tidak diketahui. Untuk masa yang lama, ahli fizik mempunyai nilai 0,877. femtometer (fm, di mana femtometer adalah sama dengan 100 quintillion meter). Pada tahun 2010, pasukan antarabangsa menjalankan eksperimen baharu di Institut Paul Scherrer di Switzerland dan mendapat nilai yang lebih rendah sedikit sebanyak 0,84 fm. Pada tahun 2017, ahli fizik Jerman, berdasarkan ukuran mereka, mengira jejari proton 0,83 fm dan, seperti yang dijangkakan dengan ketepatan ralat pengukuran, ia akan sepadan dengan nilai 0,84 fm yang dikira pada tahun 2010 berdasarkan sinaran hidrogen muonik eksotik. ."
Dua tahun kemudian, satu lagi kumpulan saintis yang bekerja di AS, Ukraine, Rusia dan Armenia, yang membentuk pasukan PRad di Makmal Jefferson di Virginia, menyemak silang pengukuran dengan eksperimen baru mengenai penyerakan proton pada elektron. Para saintis mendapat keputusan - 0,831 femtometer. Penulis kertas Nature mengenai ini tidak percaya masalah itu diselesaikan sepenuhnya. Ini adalah pengetahuan kita tentang zarah, yang merupakan "asas" jirim.
Kami dengan jelas mengatakan itu proton - zarah subatomik yang stabil daripada kumpulan baryon dengan cas +1 dan jisim rehat lebih kurang 1 unit. Proton dan neutron ialah nukleon, unsur nukleus atom. Bilangan proton dalam nukleus atom tertentu adalah sama dengan nombor sirinya, yang merupakan asas untuk menyusun unsur dalam jadual berkala. Mereka adalah komponen utama sinar kosmik primer. Menurut Model Standard, proton ialah zarah kompleks yang dikelaskan sebagai hadron, atau lebih tepat lagi, baryon. terdiri daripada tiga quark – dua kuark “u” atas dan satu kuark “d” bawah terikat oleh interaksi kuat yang dihantar oleh gluon.
Mengikut keputusan eksperimen terkini, jika proton mereput, maka jangka hayat purata zarah ini melebihi 2,1 · 1029 tahun. Menurut Model Standard, proton, sebagai baryon paling ringan, tidak boleh mereput secara spontan. Teori penyatuan besar yang belum teruji biasanya meramalkan pereputan proton dengan jangka hayat sekurang-kurangnya 1 x 1036 tahun. Proton boleh ditukar, sebagai contoh, dalam proses penangkapan elektron. Proses ini tidak berlaku secara spontan, tetapi hanya akibat daripada memberikan tenaga tambahan. Proses ini boleh diterbalikkan. Contohnya, ketika berpisah beta neutron bertukar menjadi proton. Neutron bebas mereput secara spontan (seumur hidup kira-kira 15 minit), membentuk proton.
Baru-baru ini, eksperimen telah menunjukkan bahawa proton dan jirannya berada di dalam nukleus atom. neutron kelihatan lebih besar daripada yang sepatutnya. Ahli fizik telah menghasilkan dua teori yang bersaing cuba menjelaskan fenomena ini, dan penyokong masing-masing percaya yang lain adalah salah. Atas sebab tertentu, proton dan neutron di dalam nukleus berat berkelakuan seolah-olah ia lebih besar daripada ketika berada di luar nukleus. Para saintis memanggilnya kesan EMC daripada European Muon Collaboration, kumpulan yang secara tidak sengaja menemuinya. Ini adalah pelanggaran yang sedia ada.
Para penyelidik mencadangkan bahawa kuark yang membentuk nukleon berinteraksi dengan kuark lain proton dan neutron lain, memusnahkan dinding yang memisahkan zarah. Kuark yang membentuk satu proton i kuark membentuk proton lain, mereka mula menduduki tempat yang sama. Ini menyebabkan proton (atau neutron) meregang dan kabur. Mereka berkembang dengan sangat kuat, walaupun dalam tempoh yang sangat singkat. Walau bagaimanapun, tidak semua ahli fizik bersetuju dengan penerangan tentang fenomena ini. Jadi nampaknya kehidupan sosial proton dalam nukleus atom tidak kurang misteri daripada umur dan saiznya.
