protonhemligheter. Ålder och storlek är ännu inte känd
Det är välkänt att en proton innehåller tre kvarkar. I verkligheten är dess struktur mer komplex (1), och att lägga till gluoner för att binda samman kvarkarna är inte slutet på saken. Protonen anses vara ett veritabelt hav av kvarkar och antikvarkar som kommer och går, vilket är konstigt för en så stabil partikel av materia.
Tills nyligen var till och med den exakta storleken på protonen okänd. Under lång tid hade fysiker ett värde på 0,877. femtometer (fm, där femtometer är lika med 100 kvintilliondels meter). 2010 genomförde ett internationellt team ett nytt experiment vid Paul Scherrer-institutet i Schweiz och fick ett något lägre värde på 0,84 fm. Under 2017 beräknade tyska fysiker, baserat på sina mätningar, protonradien till 0,83 fm och, som förväntat med mätfelets noggrannhet, skulle den motsvara värdet 0,84 fm, beräknat 2010 baserat på den exotiska "muoniska" vätestrålning.”
Två år senare dubbelkontrollerade en annan grupp forskare som arbetade i USA, Ukraina, Ryssland och Armenien, som bildade PRad-teamet vid Jefferson Laboratory i Virginia, mätningarna med nytt experiment på proton-elektronspridning. Forskarna fick resultatet - 0,831 femtometer. Författarna till Nature-tidningen om detta tror inte att problemet är helt löst. Detta är vår kunskap om partikeln, som är materiens "grund".
Det säger vi definitivt proton - en stabil subatomär partikel från gruppen baryoner med en laddning på +1 och en vilomassa på cirka 1 enhet. Protoner och neutroner är nukleoner, element i atomkärnor. Antalet protoner i en given atoms kärna är lika med dess atomnummer, vilket är grunden för ordningen av grundämnen i det periodiska systemet. De är huvudkomponenten i primära kosmiska strålar. Enligt standardmodellen är en proton en komplex partikel som klassificeras som en hadron, eller mer exakt, en baryon. består av tre kvarkar – två upp "u" och en ner "d" kvarkar bundna av den starka interaktionen som överförs av gluoner.
Enligt de senaste experimentella resultaten, om en proton sönderfaller, överstiger medellivslängden för denna partikel 2,1 1029 år. Enligt standardmodellen kan protonen, som den lättaste baryonen, inte sönderfalla spontant. Oprövade stora förenade teorier förutsäger vanligtvis protonsönderfall med en livslängd på minst 1 × 1036 år. Protonen kan till exempel omvandlas genom elektroninfångning. Denna process sker inte spontant, utan endast som ett resultat ge extra energi. Denna process är reversibel. Till exempel när man bryter ihop beta neutron förvandlas till en proton. Fria neutroner sönderfaller spontant (livslängd ca 15 minuter), och bildar en proton.
Nyligen har experiment visat att protoner och deras grannar finns inne i en atoms kärna. av neutroner verkar mycket större än de borde vara. Fysiker har skapat två konkurrerande teorier för att försöka förklara fenomenet, och förespråkare för var och en anser att den andra har fel. Av någon anledning beter sig protoner och neutroner inuti tunga kärnor som om de vore mycket större än när de var utanför kärnan. Forskare kallar detta för EMC-effekten från European Muon Collaboration, gruppen som av misstag upptäckt det. Detta är ett brott mot befintliga.
Forskarna antar att kvarkarna som utgör nukleonerna interagerar med andra kvarkar från andra protoner och neutroner och förstör väggarna som skiljer partiklarna åt. Quarks bildar en proton i kvarkar bildar en annan proton, börjar de ockupera samma plats. Detta gör att protonerna (eller neutronerna) sträcks ut och suddas ut. De växer mycket, om än på väldigt kort tid. Alla fysiker håller dock inte med om denna beskrivning av fenomenet. Så det verkar som om det sociala livet för en proton i atomkärnan inte är mindre mystiskt än dess ålder och storlek.
