protonien salaisuudet. Ikä ja koko eivät vielä tiedossa
Tiedetään hyvin, että protonissa on kolme kvarkkia. Itse asiassa sen rakenne on monimutkaisempi (1), eikä kvarkeja yhteen sitovien gluonien lisääminen ole asian loppu. Protonia pidetään todellisena kvarkkien ja antikvarkkien merenä, jotka tulevat ja menevät, mikä on outoa niin vakaalle ainehiukkaselle.
Viime aikoihin asti edes protonin tarkkaa kokoa ei tiedetty. Fyysikkojen arvo oli pitkään 0,877. femtometri (fm, jossa femtometri on 100 kvintiljoonaa metriä). Vuonna 2010 kansainvälinen tiimi teki uuden kokeen Paul Scherrer Institutessa Sveitsissä ja sai hieman alemman arvon 0,84 fm. Vuonna 2017 saksalaiset fyysikot laskivat mittaustensa perusteella protonin säteen 0,83 fm ja, kuten mittausvirheen tarkkuudella odotettiin, se vastaisi vuonna 0,84 laskettua arvoa 2010 fm eksoottisen "muonisen vetysäteilyn perusteella" ."
Kaksi vuotta myöhemmin toinen Yhdysvalloissa, Ukrainassa, Venäjällä ja Armeniassa työskentelevä tiedemiesryhmä, joka muodosti PRad-ryhmän Jefferson Labissa Virginiassa, ristiintarkastivat mittaukset uusi koe protonien sironnasta elektroneihin. Tutkijat saivat tuloksen - 0,831 femtometriä. Nature-julkaisun kirjoittajat eivät usko, että ongelma on täysin ratkaistu. Tämä on tietomme hiukkasesta, joka on aineen "perusta".
Sanomme sen selvästi protoni - stabiili subatominen hiukkanen baryoniryhmästä, jonka varaus on +1 ja lepomassa noin 1 yksikkö. Protonit ja neutronit ovat nukleoneja, atomiytimien alkuaineita. Tietyn atomin ytimessä olevien protonien lukumäärä on yhtä suuri kuin sen sarjanumero, joka on perusta jaksollisen taulukon alkuaineiden järjestykselle. Ne ovat ensisijaisten kosmisten säteiden pääkomponentti. Standardimallin mukaan protoni on monimutkainen hiukkanen, joka luokitellaan hadroneiksi tai tarkemmin sanottuna baryoneiksi. koostuu kolmesta kvarkista – kaksi ylös "u" ja yksi alas "d" kvarkkia sitoo voimakas gluonien välittämä vuorovaikutus.
Uusimpien koetulosten mukaan, jos protoni hajoaa, tämän hiukkasen keskimääräinen elinikä ylittää 2,1 · 1029 vuotta. Standardimallin mukaan protoni kevyimpana baryonina ei voi hajota spontaanisti. Testaamattomat suuret yhtenäiset teoriat ennustavat yleensä protonin hajoamisen eliniällä vähintään 1 x 1036 vuotta. Protoni voidaan muuntaa esimerkiksi elektronien sieppausprosessissa. Tämä prosessi ei tapahdu spontaanisti, vaan vain seurauksena antaa lisäenergiaa. Tämä prosessi on palautuva. Esimerkiksi erotettaessa beetaneutroni muuttuu protoniksi. Vapaat neutronit hajoavat spontaanisti (elinikä noin 15 minuuttia) muodostaen protonin.
Äskettäin tehdyt kokeet ovat osoittaneet, että protonit ja niiden naapurit ovat atomin ytimen sisällä. neutronit näyttävät paljon suuremmilta kuin niiden pitäisi olla. Fyysikot ovat keksineet kaksi kilpailevaa teoriaa, jotka yrittävät selittää tätä ilmiötä, ja kummankin kannattajat uskovat toisen olevan väärässä. Jostain syystä raskaiden ytimien sisällä olevat protonit ja neutronit käyttäytyvät ikään kuin ne olisivat paljon suurempia kuin ollessaan ytimen ulkopuolella. Tutkijat kutsuvat sitä EMC-ilmiöksi European Muon Collaborationilta, ryhmältä, joka löysi sen vahingossa. Tämä rikkoo olemassa olevia.
Tutkijat ehdottavat, että nukleoneja muodostavat kvarkit ovat vuorovaikutuksessa muiden protonien ja neutronien kvarkkien kanssa, mikä tuhoaa hiukkaset erottavat seinät. Kvarkit, jotka muodostavat yhden protoni i kvarkkien muodostaen toisen protonin, ne alkavat miehittää saman paikan. Tämä saa protonit (tai neutronit) venymään ja hämärtymään. Ne kasvavat erittäin voimakkaasti, vaikkakin hyvin lyhyessä ajassa. Kaikki fyysikot eivät kuitenkaan ole samaa mieltä tästä ilmiön kuvauksesta. Joten näyttää siltä, että protonin sosiaalinen elämä atomiytimessä ei ole vähemmän salaperäinen kuin sen ikä ja koko.
