protonhemmeligheder. Alder og størrelse kendes endnu ikke
Det er velkendt, at der er tre kvarker i en proton. Faktisk er dens struktur mere kompliceret (1), og tilføjelsen af gluoner, der binder kvarker sammen, er ikke enden på sagen. Protonen betragtes som et veritabelt hav af kvarker og antikvarker, der kommer og går, hvilket er mærkeligt for en så stabil partikel af stof.
Indtil for nylig var selv den nøjagtige størrelse af protonen ukendt. I lang tid havde fysikere en værdi på 0,877. femtometer (fm, hvor femtometeret er lig med 100 kvintillioner meter). I 2010 gennemførte et internationalt hold et nyt eksperiment på Paul Scherrer Instituttet i Schweiz og fik en lidt lavere værdi på 0,84 fm. I 2017 beregnede tyske fysikere på baggrund af deres målinger en protonradius på 0,83 fm, og som forventet med målefejlens nøjagtighed vil den svare til værdien på 0,84 fm beregnet i 2010 baseret på den eksotiske "muoniske brintstråling". ."
To år senere krydstjekkede en anden gruppe videnskabsmænd, der arbejdede i USA, Ukraine, Rusland og Armenien, som dannede PRad-teamet på Jefferson Lab i Virginia, målingerne med nyt eksperiment om spredning af protoner på elektroner. Forskerne fik resultatet - 0,831 femtometer. Forfatterne af Nature-avisen om dette mener ikke, at problemet er fuldstændig løst. Dette er vores viden om partiklen, som er "grundlaget" for stof.
Det siger vi klart proton - en stabil subatomær partikel fra gruppen af baryoner med en ladning på +1 og en hvilemasse på ca. 1 enhed. Protoner og neutroner er nukleoner, elementer af atomkerner. Antallet af protoner i kernen af et givet atom er lig med dets atomnummer, som er grundlaget for at bestille grundstofferne i det periodiske system. De er hovedbestanddelen af primære kosmiske stråler. Ifølge standardmodellen er protonen en kompleks partikel klassificeret som hadroner eller mere præcist baryoner. består af tre kvarker – to op "u" og en ned "d" kvarker bundet af den stærke kraft transmitteret af gluoner.
Ifølge de seneste eksperimentelle resultater, hvis en proton henfalder, så overstiger den gennemsnitlige levetid for denne partikel 2,1 · 1029 år. Ifølge standardmodellen kan protonen, som den letteste baryon, ikke henfalde spontant. Utestede store forenede teorier forudsiger normalt nedbrydningen af protonen med en levetid på mindst 1 x 1036 år. Protonen kan for eksempel omdannes i processen med elektronindfangning. Denne proces sker ikke spontant, men kun som følge af give ekstra energi. Denne proces er reversibel. For eksempel ved afsked beta neutron bliver til en proton. Frie neutroner henfalder spontant (levetid ca. 15 minutter) og danner en proton.
For nylig har eksperimenter vist, at protoner og deres naboer er inde i kernen af et atom. af neutroner virker meget større end de burde være. Fysikere er kommet med to konkurrerende teorier, der forsøger at forklare dette fænomen, og tilhængere af hver mener, at den anden er forkert. Af en eller anden grund opfører protoner og neutroner inde i tunge kerner, som om de var meget større, end da de var uden for kernen. Forskere kalder det EMC-effekten fra European Muon Collaboration, gruppen, der ved et uheld opdagede det. Dette er en overtrædelse af de eksisterende.
Forskerne foreslår, at de kvarker, der udgør nukleoner, interagerer med andre kvarker af andre protoner og neutroner og ødelægger væggene, der adskiller partiklerne. Quarks der danner en proton i kvarker danner en anden proton, begynder de at indtage det samme sted. Dette får protoner (eller neutroner) til at strække og sløre. De vokser meget stærkt, omend på meget kort tid. Det er dog ikke alle fysikere, der er enige i denne beskrivelse af fænomenet. Så det ser ud til, at det sociale liv for en proton i en atomkerne ikke er mindre mystisk end dens alder og størrelse.
