prootonite saladused. Vanus ja suurus pole veel teada
On hästi teada, et prootonis on kolm kvarki. Tegelikult on selle struktuur keerulisem (1) ja kvarke omavahel siduvate gluoonide lisamine pole veel asja lõpp. Prootonit peetakse tõeliseks kvarkide ja antikvarkide mereks, mis tulevad ja lähevad, mis on nii stabiilse aineosakese jaoks kummaline.
Kuni viimase ajani oli isegi prootoni täpne suurus teadmata. Pikka aega oli füüsikute väärtus 0,877. femtomeeter (fm, kus femtomeeter võrdub 100 kvintiljoni meetriga). 2010. aastal viis rahvusvaheline meeskond Šveitsis Paul Scherreri instituudis läbi uue eksperimendi ja sai veidi madalama väärtuse 0,84 fm. 2017. aastal arvutasid Saksa füüsikud oma mõõtmiste põhjal prootoni raadiuseks 0,83 fm ja nagu mõõtmisvea täpsusega eeldati, vastaks see eksootilise "müoonilise vesiniku kiirguse" põhjal 0,84. aastal arvutatud väärtusele 2010 fm. ”.
Kaks aastat hiljem kontrollis teine USA-s, Ukrainas, Venemaal ja Armeenias töötav teadlaste rühm, kes moodustasid Virginias Jeffersoni laboris PRad meeskonna, mõõtmisi uus katse prootonite hajutamise kohta elektronidel. Teadlased said tulemuseks – 0,831 femtomeetrit. Looduse sellekohase dokumendi autorid ei usu, et probleem on täielikult lahendatud. See on meie teadmine osakese kohta, mis on mateeria "alus".
Me ütleme seda selgelt prooton - stabiilne subatomiline osake barüonide rühmast, mille laeng on +1 ja mille puhkemass on ligikaudu 1 ühik. Prootonid ja neutronid on nukleonid, aatomituumade elemendid. Prootonite arv antud aatomi tuumas on võrdne selle aatomnumbriga, mis on aluseks elementide järjestamisele perioodilisustabelis. Need on esmaste kosmiliste kiirte põhikomponendid. Standardmudeli järgi on prooton kompleksne osake, mis on klassifitseeritud hadroniteks või täpsemalt barüoniteks. koosneb kolmest kvargist – kaks üles "u" ja üks alla "d" kvarki, mis on seotud gluoonide poolt edastatava tugeva interaktsiooniga.
Viimaste katsetulemuste kohaselt ületab prootoni lagunemise korral selle osakese keskmine eluiga 2,1 · 1029 aastat. Standardmudeli kohaselt ei saa prooton kui kergeim barüon iseenesest laguneda. Testimata suured ühtsed teooriad ennustavad tavaliselt prootoni lagunemist elueaga vähemalt 1 x 1036 aastat. Prootonit saab muundada näiteks elektronide püüdmise protsessis. See protsess ei toimu spontaanselt, vaid ainult selle tulemusena anda lisaenergiat. See protsess on pöörduv. Näiteks lahku minnes beetaneutron muutub prootoniks. Vabad neutronid lagunevad spontaanselt (eluiga umbes 15 minutit), moodustades prootoni.
Hiljuti on katsed näidanud, et prootonid ja nende naabrid asuvad aatomi tuumas. neutronid tunduvad palju suuremad, kui peaksid olema. Füüsikud on selle nähtuse selgitamiseks välja pakkunud kaks konkureerivat teooriat ja kummagi pooldajad usuvad, et teine eksib. Millegipärast käituvad raskete tuumade sees olevad prootonid ja neutronid nii, nagu oleksid nad palju suuremad kui tuumast väljas olles. Teadlased nimetavad seda Euroopa Muon Collaborationi EMC-efektiks, rühm, kes selle kogemata avastas. See on olemasolevate rikkumine.
Teadlased viitavad sellele, et nukleoneid moodustavad kvargid interakteeruvad teiste prootonite ja neutronite kvarkidega, hävitades osakesi eraldavad seinad. Kvargid, mis moodustavad ühe prooton i kvargid moodustades teise prootoni, hakkavad nad hõivama sama koha. See põhjustab prootonite (või neutronite) venimist ja hägusust. Nad kasvavad väga tugevalt, kuigi väga lühikese aja jooksul. Kuid mitte kõik füüsikud ei nõustu selle nähtuse kirjeldusega. Seega tundub, et prootoni sotsiaalne elu aatomituumas pole vähem salapärane kui tema vanus ja suurus.
