प्रोटोन द्रव्यमान. प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की खोज किसने और कब की?

प्रोटॉन थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाओं में भाग लेते हैं, जो तारों द्वारा उत्पन्न ऊर्जा का मुख्य स्रोत हैं। विशेषकर, प्रतिक्रियाएँ पीपी-चक्र, जो सूर्य द्वारा उत्सर्जित लगभग सभी ऊर्जा का स्रोत है, दो प्रोटॉन के न्यूट्रॉन में परिवर्तन के साथ चार प्रोटॉन के संयोजन से हीलियम -4 नाभिक में आता है।

भौतिकी में प्रोटोन को निरूपित किया जाता है पी(या पी+ ). प्रोटॉन का रासायनिक पदनाम (एक सकारात्मक हाइड्रोजन आयन माना जाता है) H+ है, खगोलभौतिकीय पदनाम HII है।

प्रारंभिक [ | ]

प्रोटोन गुण[ | ]

प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन द्रव्यमान का अनुपात, 1836.152 673 89(17) के बराबर, 0.002% की सटीकता के साथ मान 6π 5 = 1836.118 के बराबर है...

प्रोटॉन की आंतरिक संरचना का पहली बार प्रयोगात्मक अध्ययन आर. हॉफस्टैटर द्वारा प्रोटॉन के साथ उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों (2 GeV) की किरण के टकराव का अध्ययन करके किया गया था (भौतिकी में नोबेल पुरस्कार 1961)। प्रोटॉन में सेमी त्रिज्या वाला एक भारी कोर (कोर) होता है, जिसमें द्रव्यमान और आवेश का उच्च घनत्व होता है ≈ 35% (\प्रदर्शन शैली \लगभग 35\%)प्रोटॉन का विद्युत आवेश और उसके आसपास का अपेक्षाकृत विरल आवरण। की दूरी पर ≈ 0, 25 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \लगभग 0.25\cdot 10^(-13))पहले ≈ 1 , 4 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \लगभग 1.4\cdot 10^(-13))सेमी इस शेल में मुख्य रूप से आभासी ρ - और π -मेसन होते हैं ≈ 50% (\प्रदर्शन शैली \लगभग 50\%)प्रोटॉन का विद्युत आवेश, फिर दूरी तक ≈ 2, 5 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \लगभग 2.5\cdot 10^(-13))सेमी आभासी ω - और π -मेसन का एक आवरण फैलाता है, जो प्रोटॉन के विद्युत आवेश का ~15% वहन करता है।

क्वार्क द्वारा बनाए गए प्रोटॉन के केंद्र पर दबाव लगभग 10 35 Pa (10 30 वायुमंडल) है, यानी न्यूट्रॉन सितारों के अंदर के दबाव से अधिक है।

एक प्रोटॉन के चुंबकीय क्षण को किसी दिए गए समान चुंबकीय क्षेत्र में प्रोटॉन के चुंबकीय क्षण की पूर्वता की गुंजयमान आवृत्ति और उसी क्षेत्र में प्रोटॉन की गोलाकार कक्षा की साइक्लोट्रॉन आवृत्ति के अनुपात को मापकर मापा जाता है।

एक प्रोटॉन से जुड़ी तीन भौतिक राशियाँ होती हैं जिनकी लंबाई का आयाम होता है:

1960 के दशक से विभिन्न तरीकों से किए गए सामान्य हाइड्रोजन परमाणुओं का उपयोग करके प्रोटॉन त्रिज्या का मापन (CODATA -2014) परिणाम तक पहुंचाया गया 0.8751 ± 0.0061 फेमटोमीटर(1 एफएम = 10 −15 मीटर)। म्यूओनिक हाइड्रोजन परमाणुओं (जहां इलेक्ट्रॉन को म्यूऑन द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है) के साथ पहले प्रयोगों ने इस त्रिज्या के लिए 4% छोटा परिणाम दिया: 0.84184 ± 0.00067 एफएम। इस अंतर के कारण अभी भी स्पष्ट नहीं हैं।

तथाकथित प्रोटॉन क्यूडब्ल्यू ≈ 1 − 4 पाप 2 θ डब्ल्यू, जो विनिमय के माध्यम से कमजोर अंतःक्रियाओं में अपनी भागीदारी निर्धारित करता है जेडप्रोटॉन पर ध्रुवीकृत इलेक्ट्रॉनों के प्रकीर्णन के दौरान समता उल्लंघन के प्रयोगात्मक माप के अनुसार, 0 बोसॉन (जिस तरह एक कण का विद्युत आवेश एक फोटॉन का आदान-प्रदान करके विद्युत चुम्बकीय इंटरैक्शन में अपनी भागीदारी निर्धारित करता है) 0.0719 ± 0.0045 है। मापा गया मान मानक मॉडल (0.0708 ± 0.0003) की सैद्धांतिक भविष्यवाणियों के साथ प्रयोगात्मक त्रुटि के अनुरूप है।

स्थिरता [ | ]

मुक्त प्रोटॉन स्थिर है, प्रायोगिक अध्ययनों से इसके क्षय का कोई संकेत नहीं मिला है (जीवनकाल की निचली सीमा क्षय चैनल की परवाह किए बिना 2.9⋅10 29 वर्ष है, पॉज़िट्रॉन और तटस्थ पियोन में क्षय के लिए 8.2⋅10 33 वर्ष, 6.6⋅ एक सकारात्मक म्यूऑन और एक तटस्थ पियोन में क्षय के लिए 10 33 वर्ष)। चूँकि प्रोटॉन बैरियनों में सबसे हल्का है, प्रोटॉन की स्थिरता बैरियन संख्या के संरक्षण के नियम का परिणाम है - एक प्रोटॉन इस नियम का उल्लंघन किए बिना किसी भी हल्के कणों (उदाहरण के लिए, पॉज़िट्रॉन और न्यूट्रिनो में) में विघटित नहीं हो सकता है। हालाँकि, मानक मॉडल के कई सैद्धांतिक विस्तार ऐसी प्रक्रियाओं की भविष्यवाणी करते हैं (अभी तक नहीं देखी गई) जिसके परिणामस्वरूप बेरिऑन संख्या गैर-संरक्षण होगी और इसलिए प्रोटॉन क्षय होगा।

परमाणु नाभिक में बंधा एक प्रोटॉन परमाणु के इलेक्ट्रॉन K-, L- या M-शेल (तथाकथित "इलेक्ट्रॉन कैप्चर") से एक इलेक्ट्रॉन को पकड़ने में सक्षम है। परमाणु नाभिक का एक प्रोटॉन, एक इलेक्ट्रॉन को अवशोषित करके, न्यूट्रॉन में बदल जाता है और साथ ही एक न्यूट्रिनो उत्सर्जित करता है: पी+ई − →+ν इ . इलेक्ट्रॉन कैप्चर द्वारा गठित के-, एल-, या एम-परत में एक "छेद" परमाणु के ऊपरी इलेक्ट्रॉन परतों में से एक से एक इलेक्ट्रॉन से भरा होता है, जो परमाणु संख्या के अनुरूप विशेषता एक्स-रे उत्सर्जित करता है। जेड- 1, और/या ऑगर इलेक्ट्रॉन। 7 में से 1000 से अधिक आइसोटोप ज्ञात हैं
4 से 262
105, इलेक्ट्रॉन कैप्चर द्वारा क्षय। पर्याप्त रूप से उच्च उपलब्ध क्षय ऊर्जा पर (ऊपर)। 2एम ई सी 2 ≈ 1.022 मेव) एक प्रतिस्पर्धी क्षय चैनल खुलता है - पॉज़िट्रॉन क्षय पी → +इ ++ν इ . इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि ये प्रक्रियाएँ केवल कुछ नाभिकों में एक प्रोटॉन के लिए ही संभव हैं, जहाँ परिणामी न्यूट्रॉन के निचले परमाणु शेल में संक्रमण से गायब ऊर्जा की पूर्ति होती है; एक मुक्त प्रोटॉन के लिए वे ऊर्जा संरक्षण के नियम द्वारा निषिद्ध हैं।

रसायन विज्ञान में प्रोटॉन का स्रोत खनिज (नाइट्रिक, सल्फ्यूरिक, फॉस्फोरिक और अन्य) और कार्बनिक (फॉर्मिक, एसिटिक, ऑक्सालिक और अन्य) एसिड हैं। एक जलीय घोल में, एसिड एक प्रोटॉन के उन्मूलन के साथ पृथक्करण करने में सक्षम होते हैं, जिससे हाइड्रोनियम धनायन बनता है।

गैस चरण में, प्रोटॉन आयनीकरण द्वारा प्राप्त किए जाते हैं - हाइड्रोजन परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन को हटाना। एक अउत्तेजित हाइड्रोजन परमाणु की आयनीकरण क्षमता 13.595 eV है। जब आणविक हाइड्रोजन को वायुमंडलीय दबाव और कमरे के तापमान पर तेज़ इलेक्ट्रॉनों द्वारा आयनित किया जाता है, तो शुरू में आणविक हाइड्रोजन आयन (H 2 +) बनता है - एक भौतिक प्रणाली जिसमें एक इलेक्ट्रॉन द्वारा 1.06 की दूरी पर एक साथ रखे गए दो प्रोटॉन होते हैं। पॉलिंग के अनुसार, ऐसी प्रणाली की स्थिरता 7·10 14 s −1 के बराबर "प्रतिध्वनि आवृत्ति" वाले दो प्रोटॉन के बीच एक इलेक्ट्रॉन की प्रतिध्वनि के कारण होती है। जब तापमान कई हजार डिग्री तक बढ़ जाता है, तो हाइड्रोजन आयनीकरण उत्पादों की संरचना प्रोटॉन - एच + के पक्ष में बदल जाती है।

आवेदन [ | ]

त्वरित प्रोटॉन की किरणों का उपयोग प्राथमिक कणों के प्रायोगिक भौतिकी (बिखरने की प्रक्रियाओं और अन्य कणों की किरणों के उत्पादन का अध्ययन), चिकित्सा में (कैंसर के लिए प्रोटॉन थेरेपी) में किया जाता है।

यह सभी देखें [ | ]

टिप्पणियाँ [ | ]

http://physics.nist.gov/cuu/Constents/Table/allascii.txt मौलिक भौतिक स्थिरांक --- संपूर्ण सूची
CODATA मान: प्रोटॉन द्रव्यमान
CODATA मान: यू में प्रोटॉन द्रव्यमान
अहमद एस.; और अन्य। (2004)। "सडबरी न्यूट्रिनो वेधशाला से अदृश्य मोड के माध्यम से न्यूक्लियॉन क्षय पर बाधाएं।" भौतिक समीक्षा पत्र. 92 (10): 102004. arXiv: हेप-एक्स/0310030. बिबकोड:2004PhRvL..92j2004A. DOI:10.1103/PhysRevLett.92.102004। पीएमआईडी.
CODATA मान: MeV में समतुल्य प्रोटॉन द्रव्यमान ऊर्जा
CODATA मान: प्रोटॉन-इलेक्ट्रॉन द्रव्यमान अनुपात
, साथ। 67.
हॉफस्टैटर पी.नाभिक और नाभिकों की संरचना // भौतिक। - 1963. - टी. 81, नंबर 1. - पी. 185-200। - आईएसएसएन. - यूआरएल: http://ufn.ru/ru/articles/1963/9/e/
शेल्किन के.आई.आभासी प्रक्रियाएँ और न्यूक्लियॉन की संरचना // माइक्रोवर्ल्ड का भौतिकी - एम.: एटमिज़डैट, 1965. - पी. 75।
लोचदार प्रकीर्णन, परिधीय अंतःक्रिया और अनुनाद // उच्च ऊर्जा कण। अंतरिक्ष और प्रयोगशालाओं में उच्च ऊर्जा - एम.: नौका, 1965. - पी. 132.

परिभाषा

प्रोटोनहैड्रॉन के वर्ग से संबंधित एक स्थिर कण कहा जाता है, जो हाइड्रोजन परमाणु का नाभिक है।

वैज्ञानिक इस बात पर असहमत हैं कि किस वैज्ञानिक घटना को प्रोटॉन की खोज माना जाना चाहिए। प्रोटॉन की खोज में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई गई:

ई. रदरफोर्ड द्वारा परमाणु के एक ग्रहीय मॉडल का निर्माण;
एफ. सोड्डी, जे. थॉमसन, एफ. एस्टन द्वारा आइसोटोप की खोज;
ई. रदरफोर्ड द्वारा नाइट्रोजन नाभिक से अल्फा कणों द्वारा बाहर निकाले जाने पर हाइड्रोजन परमाणुओं के नाभिकों के व्यवहार का अवलोकन।

तत्वों के कृत्रिम परिवर्तन की प्रक्रियाओं का अध्ययन करते समय प्रोटॉन ट्रैक की पहली तस्वीरें पी. ब्लैकेट द्वारा एक क्लाउड कक्ष में प्राप्त की गईं थीं। ब्लैकेट ने नाइट्रोजन नाभिक द्वारा अल्फा कणों को पकड़ने की प्रक्रिया का अध्ययन किया। इस प्रक्रिया में, एक प्रोटॉन उत्सर्जित हुआ और नाइट्रोजन नाभिक ऑक्सीजन के आइसोटोप में परिवर्तित हो गया।

प्रोटॉन, न्यूट्रॉन के साथ, सभी रासायनिक तत्वों के नाभिक का हिस्सा हैं। नाभिक में प्रोटॉनों की संख्या आवर्त सारणी डी.आई. में तत्व की परमाणु संख्या निर्धारित करती है। मेंडेलीव।

प्रोटॉन एक धनावेशित कण है। इसका आवेश परिमाण में प्राथमिक आवेश के बराबर होता है, अर्थात इलेक्ट्रॉन आवेश का मान। प्रोटॉन के आवेश को अक्सर इस रूप में दर्शाया जाता है, तो हम इसे लिख सकते हैं:

वर्तमान में यह माना जाता है कि प्रोटॉन कोई प्राथमिक कण नहीं है। इसकी एक जटिल संरचना है और इसमें दो यू-क्वार्क और एक डी-क्वार्क शामिल हैं। यू-क्वार्क () का विद्युत आवेश धनात्मक होता है और इसके बराबर होता है

डी-क्वार्क () का विद्युत आवेश ऋणात्मक और इसके बराबर है:

क्वार्क ग्लूऑन के आदान-प्रदान को जोड़ते हैं, जो फ़ील्ड क्वांटा हैं, वे मजबूत अंतःक्रिया को सहन करते हैं; तथ्य यह है कि प्रोटॉन की संरचना में कई बिंदु प्रकीर्णन केंद्र होते हैं, इसकी पुष्टि प्रोटॉन द्वारा इलेक्ट्रॉनों के प्रकीर्णन पर किए गए प्रयोगों से होती है।

प्रोटॉन का आकार सीमित होता है, जिसके बारे में वैज्ञानिक अभी भी बहस कर रहे हैं। वर्तमान में, प्रोटॉन को एक बादल के रूप में दर्शाया जाता है जिसकी सीमा धुंधली होती है। ऐसी सीमा में लगातार उभरते और नष्ट होते आभासी कण होते हैं। लेकिन अधिकांश सरल समस्याओं में, एक प्रोटॉन को, निश्चित रूप से, एक बिंदु आवेश माना जा सकता है। एक प्रोटॉन का शेष द्रव्यमान () लगभग बराबर होता है:

एक प्रोटॉन का द्रव्यमान एक इलेक्ट्रॉन के द्रव्यमान से 1836 गुना अधिक होता है।

प्रोटॉन सभी मौलिक इंटरैक्शन में भाग लेते हैं: मजबूत इंटरैक्शन प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को नाभिक में एकजुट करते हैं, इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन विद्युत चुम्बकीय इंटरैक्शन का उपयोग करके परमाणुओं में एक साथ जुड़ते हैं। एक कमजोर अंतःक्रिया के रूप में, हम उदाहरण के लिए, न्यूट्रॉन (एन) के बीटा क्षय का हवाला दे सकते हैं:

जहाँ p प्रोटॉन है; — इलेक्ट्रॉन; - एंटीन्यूट्रिनो।

प्रोटॉन क्षय अभी तक प्राप्त नहीं हुआ है। यह भौतिकी की महत्वपूर्ण आधुनिक समस्याओं में से एक है, क्योंकि यह खोज प्रकृति की शक्तियों की एकता को समझने में एक महत्वपूर्ण कदम होगी।

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1

व्यायाम

सोडियम परमाणु के नाभिक पर प्रोटॉन की बमबारी होती है। किसी परमाणु के नाभिक से प्रोटॉन के स्थिरवैद्युत प्रतिकर्षण का बल क्या है यदि प्रोटॉन दूरी पर है

मी. विचार करें कि सोडियम परमाणु के नाभिक का आवेश प्रोटॉन के आवेश से 11 गुना अधिक है। सोडियम परमाणु के इलेक्ट्रॉन आवरण के प्रभाव को नजरअंदाज किया जा सकता है।

समाधान

समस्या को हल करने के आधार के रूप में, हम कूलम्ब के नियम को लेंगे, जिसे हमारी समस्या के लिए लिखा जा सकता है (कणों को बिंदु के समान मानते हुए):

जहां एफ आवेशित कणों के इलेक्ट्रोस्टैटिक संपर्क का बल है; सीएल प्रोटॉन चार्ज है; - सोडियम परमाणु के नाभिक का आवेश; - निर्वात का ढांकता हुआ स्थिरांक; - विद्युत स्थिरांक. हमारे पास मौजूद डेटा का उपयोग करके, हम आवश्यक प्रतिकारक बल की गणना कर सकते हैं:

उत्तर

एन

उदाहरण 2

व्यायाम

हाइड्रोजन परमाणु के सबसे सरल मॉडल को ध्यान में रखते हुए, यह माना जाता है कि इलेक्ट्रॉन प्रोटॉन (हाइड्रोजन परमाणु का नाभिक) के चारों ओर एक गोलाकार कक्षा में घूमता है। यदि किसी इलेक्ट्रॉन की कक्षा की त्रिज्या m है तो उसकी गति क्या है?

समाधान

आइए उन बलों (चित्र 1) पर विचार करें जो एक वृत्त में घूम रहे इलेक्ट्रॉन पर कार्य करते हैं। यह प्रोटॉन से आकर्षण बल है। कूलम्ब के नियम के अनुसार, हम लिखते हैं कि इसका मान () के बराबर है:

जहाँ =—इलेक्ट्रॉन आवेश; - प्रोटॉन चार्ज; - विद्युत स्थिरांक. इलेक्ट्रॉन की कक्षा में किसी भी बिंदु पर एक इलेक्ट्रॉन और एक प्रोटॉन के बीच आकर्षण बल वृत्त की त्रिज्या के साथ इलेक्ट्रॉन से प्रोटॉन की ओर निर्देशित होता है।

प्रोटॉन (प्राथमिक कण)

विज्ञान के ढांचे के भीतर संचालित प्राथमिक कणों का क्षेत्र सिद्धांत, भौतिकी द्वारा सिद्ध आधार पर आधारित है:

शास्त्रीय इलेक्ट्रोडायनामिक्स,
क्वांटम यांत्रिकी (आभासी कणों के बिना जो ऊर्जा के संरक्षण के नियम का खंडन करते हैं),
संरक्षण नियम भौतिकी के मौलिक नियम हैं।

प्राथमिक कणों के क्षेत्र सिद्धांत द्वारा प्रयुक्त वैज्ञानिक दृष्टिकोण के बीच यह मूलभूत अंतर है - एक सच्चे सिद्धांत को प्रकृति के नियमों के भीतर सख्ती से कार्य करना चाहिए: यही विज्ञान है।

उन प्राथमिक कणों का उपयोग करना जो प्रकृति में मौजूद नहीं हैं, मौलिक अंतःक्रियाओं का आविष्कार करना जो प्रकृति में मौजूद नहीं हैं, या प्रकृति में मौजूद अंतःक्रियाओं को शानदार कणों से बदलना, प्रकृति के नियमों की अनदेखी करना, उनके साथ गणितीय जोड़-तोड़ में संलग्न होना (विज्ञान की उपस्थिति बनाना) - यह विज्ञान के रूप में प्रसारित होने वाली अधिकांश परीकथाएँ हैं। परिणामस्वरूप, भौतिक विज्ञान गणितीय परी कथाओं की दुनिया में फिसल गया। मानक मॉडल (ग्लूऑन के साथ क्वार्क) के परी-कथा पात्र, परी-कथा ग्रेविटॉन और "क्वांटम थ्योरी" की परी कथाओं के साथ, पहले से ही भौतिकी पाठ्यपुस्तकों में प्रवेश कर चुके हैं - और बच्चों को गुमराह कर रहे हैं, गणितीय परी कथाओं को वास्तविकता के रूप में पेश कर रहे हैं। ईमानदार नई भौतिकी के समर्थकों ने इसका विरोध करने की कोशिश की, लेकिन ताकतें बराबर नहीं थीं। और ऐसा 2010 तक था, प्राथमिक कणों के क्षेत्र सिद्धांत के आगमन से पहले, जब भौतिकी-विज्ञान के पुनरुद्धार के लिए संघर्ष वास्तविक वैज्ञानिक सिद्धांत और गणितीय परी कथाओं के बीच खुले टकराव के स्तर पर पहुंच गया, जिसने भौतिकी में शक्ति हासिल कर ली। माइक्रोवर्ल्ड (और न केवल)।

लेकिन मानवता इंटरनेट, खोज इंजन और साइट के पन्नों पर स्वतंत्र रूप से सच बोलने की क्षमता के बिना नई भौतिकी की उपलब्धियों के बारे में नहीं जान पाती। जहां तक उन प्रकाशनों की बात है जो विज्ञान से पैसा कमाते हैं, आज पैसे के लिए उन्हें कौन पढ़ता है जबकि इंटरनेट पर आवश्यक जानकारी जल्दी और स्वतंत्र रूप से प्राप्त करना संभव है।

1 प्रोटॉन एक प्राथमिक कण है
2 जब भौतिकी एक विज्ञान बनकर रह गई
भौतिकी में 3 प्रोटोन
4 प्रोटोन त्रिज्या
5 एक प्रोटॉन का चुंबकीय क्षण
6 एक प्रोटॉन का विद्युत क्षेत्र

1919 में अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने नाइट्रोजन नाभिक को अल्फा कणों से विकिरणित करके हाइड्रोजन नाभिक के निर्माण का अवलोकन किया। रदरफोर्ड ने टक्कर से उत्पन्न कण को प्रोटॉन कहा। क्लाउड चैंबर में प्रोटॉन ट्रैक की पहली तस्वीरें 1925 में पैट्रिक ब्लैकेट द्वारा ली गई थीं। लेकिन स्वयं हाइड्रोजन आयन (जो प्रोटॉन हैं) रदरफोर्ड के प्रयोगों से बहुत पहले से ज्ञात थे।
आज, 21वीं सदी में, भौतिकी प्रोटॉन के बारे में बहुत कुछ कह सकती है।

1 प्रोटान एक प्राथमिक कण है

जैसे-जैसे भौतिकी विकसित हुई, प्रोटॉन की संरचना के बारे में भौतिकी के विचार बदलते गए।
भौतिकी ने शुरू में 1964 तक प्रोटॉन को एक प्राथमिक कण माना, जब गेलमैन और ज़्विग ने स्वतंत्र रूप से क्वार्क परिकल्पना का प्रस्ताव रखा।

प्रारंभ में, हैड्रोन का क्वार्क मॉडल केवल तीन काल्पनिक क्वार्क और उनके प्रतिकणों तक ही सीमित था। इससे लेप्टान को ध्यान में रखे बिना, उस समय ज्ञात प्राथमिक कणों के स्पेक्ट्रम का सही ढंग से वर्णन करना संभव हो गया, जो प्रस्तावित मॉडल में फिट नहीं थे और इसलिए क्वार्क के साथ प्राथमिक के रूप में पहचाने गए थे। इसकी कीमत भिन्नात्मक विद्युत आवेशों की शुरूआत थी जो प्रकृति में मौजूद नहीं हैं। फिर, जैसे-जैसे भौतिकी विकसित हुई और नए प्रायोगिक डेटा उपलब्ध हुए, क्वार्क मॉडल धीरे-धीरे बढ़ता गया और रूपांतरित हुआ, अंततः मानक मॉडल बन गया।

भौतिक विज्ञानी परिश्रमपूर्वक नए काल्पनिक कणों की खोज कर रहे हैं। क्वार्क की खोज ब्रह्मांडीय किरणों, प्रकृति में (क्योंकि उनके आंशिक विद्युत आवेश की भरपाई नहीं की जा सकती) और त्वरक पर की गई थी।
दशक बीत गए, त्वरक की शक्ति बढ़ी, और काल्पनिक क्वार्क की खोज का परिणाम हमेशा एक ही रहा: क्वार्क प्रकृति में नहीं पाए जाते हैं.

क्वार्क (और फिर मानक) मॉडल की मृत्यु की संभावना को देखते हुए, इसके समर्थकों ने एक परी कथा की रचना की और मानवता को बताया कि कुछ प्रयोगों में क्वार्क के निशान देखे गए थे। - इस जानकारी को सत्यापित करना असंभव है - प्रायोगिक डेटा को मानक मॉडल का उपयोग करके संसाधित किया जाता है, और यह हमेशा वही देगा जो उसे चाहिए। भौतिकी का इतिहास ऐसे उदाहरणों को जानता है, जब एक कण के बजाय, एक और कण अंदर खिसक गया था - प्रयोगात्मक डेटा का आखिरी ऐसा हेरफेर एक शानदार हिग्स बोसोन के रूप में एक वेक्टर मेसन का फिसलना था, जो कथित तौर पर कणों के द्रव्यमान के लिए जिम्मेदार था, लेकिन साथ ही समय अपना गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र नहीं बना रहा है। इस गणितीय कहानी को भौतिकी में नोबेल पुरस्कार से भी सम्मानित किया गया था। हमारे मामले में, एक वैकल्पिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की खड़ी तरंगें, जिनके बारे में प्राथमिक कणों के तरंग सिद्धांत लिखे गए थे, परी क्वार्क के रूप में फिसल गईं।

जब मानक मॉडल के तहत सिंहासन फिर से हिलना शुरू हुआ, तो इसके समर्थकों ने मानवता के लिए छोटे बच्चों के लिए एक नई परी कथा की रचना की, जिसे "कारावास" कहा गया। कोई भी विचारशील व्यक्ति तुरंत इसमें ऊर्जा संरक्षण के नियम - प्रकृति के मौलिक नियम - का उपहास देखेगा। लेकिन मानक मॉडल के समर्थक वास्तविकता नहीं देखना चाहते।

2 जब भौतिकी एक विज्ञान बनकर रह गई

जब भौतिकी अभी भी एक विज्ञान बनी हुई थी, तब सत्य बहुमत की राय से नहीं - बल्कि प्रयोग द्वारा निर्धारित किया जाता था। यह भौतिकी-विज्ञान और भौतिकी के रूप में प्रचलित गणितीय परी कथाओं के बीच मूलभूत अंतर है।
सभी प्रयोग काल्पनिक क्वार्क की खोज कर रहे हैं(निश्चित रूप से, प्रयोगात्मक डेटा की आड़ में अपने विश्वासों में फिसलने को छोड़कर) स्पष्ट रूप से दिखाया गया है: प्रकृति में कोई क्वार्क नहीं हैं.

अब मानक मॉडल के समर्थक उन सभी प्रयोगों के परिणाम को बदलने की कोशिश कर रहे हैं, जो मानक मॉडल के लिए मौत की सजा बन गए, अपनी सामूहिक राय के साथ इसे वास्तविकता के रूप में पेश कर रहे हैं। लेकिन इससे कोई फ़र्क नहीं पड़ता कि परी कथा कितनी देर तक चलती रहेगी, अंत तो होगा ही। एकमात्र प्रश्न यह है कि इसका अंत किस प्रकार का होगा: मानक मॉडल के समर्थक बुद्धिमानी, साहस दिखाएंगे और प्रयोगों के सर्वसम्मत फैसले (या बल्कि: प्रकृति के फैसले) के बाद अपनी स्थिति बदल देंगे, या उन्हें इतिहास के हवाले कर दिया जाएगा। सार्वभौमिक हँसी नई भौतिकी - 21वीं सदी की भौतिकी, उन कहानीकारों की तरह जिन्होंने पूरी मानवता को धोखा देने की कोशिश की। चुनाव उनका है.

अब प्रोटॉन के बारे में ही।

भौतिकी में 3 प्रोटोन

प्रोटॉन - प्राथमिक कणक्वांटम संख्या एल=3/2 (स्पिन = 1/2) - बैरियन समूह, प्रोटॉन उपसमूह, विद्युत आवेश +ई (प्राथमिक कणों के क्षेत्र सिद्धांत के अनुसार व्यवस्थितकरण)।
प्राथमिक कणों के क्षेत्र सिद्धांत (एक वैज्ञानिक आधार पर बनाया गया सिद्धांत और सभी प्राथमिक कणों का सही स्पेक्ट्रम प्राप्त करने वाला एकमात्र सिद्धांत) के अनुसार, एक प्रोटॉन में एक निरंतर घटक के साथ एक घूर्णन ध्रुवीकृत वैकल्पिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र होता है। मानक मॉडल के सभी निराधार कथन कि प्रोटॉन में कथित तौर पर क्वार्क होते हैं, का वास्तविकता से कोई लेना-देना नहीं है। - भौतिकी ने प्रयोगात्मक रूप से साबित कर दिया है कि प्रोटॉन में विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र और गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र भी है। भौतिकी ने 100 साल पहले शानदार ढंग से अनुमान लगाया था कि प्राथमिक कणों में न केवल विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र होते हैं, बल्कि वे विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र से बने होते हैं, लेकिन 2010 तक एक सिद्धांत का निर्माण करना संभव नहीं था। अब, 2015 में, प्राथमिक कणों के गुरुत्वाकर्षण का एक सिद्धांत भी सामने आया, जिसने गुरुत्वाकर्षण की विद्युत चुम्बकीय प्रकृति को स्थापित किया और गुरुत्वाकर्षण के समीकरणों से भिन्न, प्राथमिक कणों के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के समीकरण प्राप्त किए, जिसके आधार पर एक से अधिक गणितीय भौतिकी में परी कथा का निर्माण किया गया।

फिलहाल, प्राथमिक कणों का क्षेत्र सिद्धांत (मानक मॉडल के विपरीत) प्राथमिक कणों की संरचना और स्पेक्ट्रम पर प्रयोगात्मक डेटा का खंडन नहीं करता है और इसलिए इसे भौतिकी द्वारा प्रकृति में काम करने वाले सिद्धांत के रूप में माना जा सकता है।

प्रोटॉन के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की संरचना(ई-स्थिर विद्युत क्षेत्र, एच-स्थिर चुंबकीय क्षेत्र, प्रत्यावर्ती विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र को पीले रंग में चिह्नित किया गया है)
ऊर्जा संतुलन (कुल आंतरिक ऊर्जा का प्रतिशत):

स्थिर विद्युत क्षेत्र (ई) - 0.346%,
स्थिर चुंबकीय क्षेत्र (एच) - 7.44%,
प्रत्यावर्ती विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र - 92.21%।

इससे पता चलता है कि प्रोटॉन के लिए m 0~ =0.9221m 0 और इसके द्रव्यमान का लगभग 8 प्रतिशत निरंतर विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों में केंद्रित है। एक प्रोटॉन के स्थिर चुंबकीय क्षेत्र में केंद्रित ऊर्जा और स्थिर विद्युत क्षेत्र में केंद्रित ऊर्जा के बीच का अनुपात 21.48 है। यह प्रोटॉन में परमाणु बलों की उपस्थिति की व्याख्या करता है.

प्रोटॉन के विद्युत क्षेत्र में दो क्षेत्र होते हैं: एक सकारात्मक चार्ज वाला बाहरी क्षेत्र और एक नकारात्मक चार्ज वाला आंतरिक क्षेत्र। बाहरी और आंतरिक क्षेत्रों के आवेशों में अंतर प्रोटॉन +ई के कुल विद्युत आवेश को निर्धारित करता है। इसका परिमाणीकरण प्राथमिक कणों की ज्यामिति और संरचना पर आधारित है।

और प्रकृति में वास्तव में मौजूद प्राथमिक कणों की मूलभूत अंतःक्रियाएं इस तरह दिखती हैं:

4 प्रोटोन त्रिज्या

प्राथमिक कणों का क्षेत्र सिद्धांत एक कण की त्रिज्या (आर) को केंद्र से उस बिंदु तक की दूरी के रूप में परिभाषित करता है जिस पर अधिकतम द्रव्यमान घनत्व प्राप्त होता है।

एक प्रोटॉन के लिए, यह 3.4212 ∙10 -16 मीटर होगा। इसमें हमें विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र परत की मोटाई जोड़नी होगी, और प्रोटॉन द्वारा घेरे गए स्थान के क्षेत्र की त्रिज्या प्राप्त होगी:

एक प्रोटॉन के लिए यह 4.5616 ∙10 -16 मीटर होगा। इस प्रकार, प्रोटॉन की बाहरी सीमा कण के केंद्र से 4.5616 ∙10 -16 मीटर की दूरी पर स्थित होती है। द्रव्यमान का एक छोटा हिस्सा स्थिरांक में केंद्रित होता है इलेक्ट्रोडायनामिक्स के नियमों के अनुसार, प्रोटॉन का विद्युत और निरंतर चुंबकीय क्षेत्र इस त्रिज्या के बाहर है।

5 एक प्रोटॉन का चुंबकीय क्षण

क्वांटम सिद्धांत के विपरीत, प्राथमिक कणों का क्षेत्र सिद्धांत बताता है कि प्राथमिक कणों के चुंबकीय क्षेत्र विद्युत आवेशों के स्पिन रोटेशन द्वारा निर्मित नहीं होते हैं, बल्कि विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के एक निरंतर घटक के रूप में एक निरंतर विद्युत क्षेत्र के साथ-साथ मौजूद होते हैं। इसीलिए क्वांटम संख्या L>0 वाले सभी प्राथमिक कणों में निरंतर चुंबकीय क्षेत्र होता है.
प्राथमिक कणों का क्षेत्र सिद्धांत प्रोटॉन के चुंबकीय क्षण को असामान्य नहीं मानता है - इसका मूल्य क्वांटम संख्याओं के एक सेट द्वारा इस हद तक निर्धारित किया जाता है कि क्वांटम यांत्रिकी एक प्राथमिक कण में काम करती है।
तो एक प्रोटॉन का मुख्य चुंबकीय क्षण दो धाराओं द्वारा निर्मित होता है:

(+) चुंबकीय क्षण +2 (eħ/m 0 s) के साथ
(-) चुंबकीय क्षण के साथ -0.5 (eħ/m 0 s)

प्रोटॉन के परिणामी चुंबकीय क्षण को प्राप्त करने के लिए, दोनों क्षणों को जोड़ना आवश्यक है, प्रोटॉन के तरंग प्रत्यावर्ती विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में निहित ऊर्जा के प्रतिशत से गुणा करें (100% से विभाजित) और स्पिन घटक जोड़ें (क्षेत्र सिद्धांत देखें) प्राथमिक कण। भाग 2, खंड 3.2), परिणामस्वरूप हमें 1.3964237 eh/m 0p c प्राप्त होता है। सामान्य परमाणु मैग्नेटोन में परिवर्तित करने के लिए, परिणामी संख्या को दो से गुणा करना होगा - अंत में हमारे पास 2.7928474 है।

जब भौतिकी ने माना कि प्राथमिक कणों के चुंबकीय क्षण उनके विद्युत आवेश के स्पिन रोटेशन द्वारा निर्मित होते हैं, तो उन्हें मापने के लिए उपयुक्त इकाइयाँ प्रस्तावित की गईं: एक प्रोटॉन के लिए यह eh/2m 0p c है (याद रखें कि एक प्रोटॉन का स्पिन 1/है) 2) परमाणु मैग्नेटोन कहा जाता है। अब 1/2 को छोड़ा जा सकता है, क्योंकि इसमें अर्थ संबंधी कोई भार नहीं है, और केवल eh/m 0p c छोड़ा जा सकता है।

लेकिन गंभीरता से, प्राथमिक कणों के अंदर कोई विद्युत धाराएँ नहीं होती हैं, लेकिन चुंबकीय क्षेत्र होते हैं (और कोई विद्युत आवेश नहीं होते हैं, लेकिन विद्युत क्षेत्र होते हैं)। सटीकता की हानि के बिना, प्राथमिक कणों के वास्तविक चुंबकीय क्षेत्रों को धाराओं के चुंबकीय क्षेत्रों (साथ ही प्राथमिक कणों के वास्तविक विद्युत क्षेत्रों को विद्युत आवेशों के क्षेत्रों के साथ) से बदलना असंभव है - इन क्षेत्रों की एक अलग प्रकृति होती है। यहां कुछ अन्य इलेक्ट्रोडायनामिक्स भी हैं - फील्ड फिजिक्स का इलेक्ट्रोडायनामिक्स, जिसे फील्ड फिजिक्स की तरह ही अभी तक बनाया जाना बाकी है।

6 एक प्रोटॉन का विद्युत क्षेत्र

6.1 सुदूर क्षेत्र में प्रोटॉन विद्युत क्षेत्र

जैसे-जैसे भौतिकी विकसित हुई है, प्रोटॉन के विद्युत क्षेत्र की संरचना के बारे में भौतिकी का ज्ञान बदल गया है। प्रारंभ में यह माना जाता था कि प्रोटॉन का विद्युत क्षेत्र एक बिंदु विद्युत आवेश +ई का क्षेत्र है। इस क्षेत्र के लिए ये होगा:
संभावनासुदूर क्षेत्र में बिंदु (ए) पर एक प्रोटॉन का विद्युत क्षेत्र (आर > > आर पी) बिल्कुल, एसआई प्रणाली में बराबर है:

तनावसुदूर क्षेत्र में प्रोटॉन विद्युत क्षेत्र का ई (आर > > आर पी) बिल्कुल, एसआई प्रणाली में बराबर है:

कहाँ एन = आर/|आर| - अवलोकन बिंदु (ए) की दिशा में प्रोटॉन केंद्र से इकाई वेक्टर, आर - प्रोटॉन केंद्र से अवलोकन बिंदु तक की दूरी, ई - प्राथमिक विद्युत आवेश, वेक्टर बोल्ड हैं, ε 0 - विद्युत स्थिरांक, आर पी = एलħ /(m 0~ c ) क्षेत्र सिद्धांत में एक प्रोटॉन की त्रिज्या है, L क्षेत्र सिद्धांत में एक प्रोटॉन की मुख्य क्वांटम संख्या है, ħ प्लैंक स्थिरांक है, m 0~ एक वैकल्पिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में निहित द्रव्यमान की मात्रा है आराम की स्थिति में एक प्रोटॉन, C प्रकाश की गति है। (जीएचएस प्रणाली में कोई गुणक नहीं है। एसआई गुणक।)

ये गणितीय अभिव्यक्तियाँ प्रोटॉन के विद्युत क्षेत्र के सुदूर क्षेत्र के लिए सही हैं: आर पी, लेकिन भौतिकी ने तब माना कि उनकी वैधता 10 -14 सेमी के क्रम की दूरी तक, निकट क्षेत्र तक भी फैली हुई है।

6.2 एक प्रोटोन का विद्युत आवेश

20वीं शताब्दी के पूर्वार्ध में, भौतिकी का मानना था कि एक प्रोटॉन में केवल एक विद्युत आवेश होता है और यह +e के बराबर होता है।

क्वार्क परिकल्पना के उद्भव के बाद, भौतिकी ने सुझाव दिया कि एक प्रोटॉन के अंदर एक नहीं, बल्कि तीन विद्युत आवेश होते हैं: दो विद्युत आवेश +2e/3 और एक विद्युत आवेश -e/3। कुल मिलाकर, ये शुल्क +e देते हैं। ऐसा इसलिए किया गया क्योंकि भौतिकी ने सुझाव दिया कि प्रोटॉन की एक जटिल संरचना होती है और इसमें +2e/3 चार्ज वाले दो अप क्वार्क और -e/3 चार्ज वाला एक d क्वार्क होता है। लेकिन क्वार्क प्रकृति में या किसी भी ऊर्जा के त्वरक में नहीं पाए गए, और यह या तो उनके अस्तित्व को विश्वास पर लेने के लिए बना रहा (जो मानक मॉडल के समर्थकों ने किया) या प्राथमिक कणों की किसी अन्य संरचना की तलाश की। लेकिन साथ ही, प्राथमिक कणों के बारे में प्रयोगात्मक जानकारी भौतिकी में लगातार जमा हो रही थी, और जब यह पर्याप्त रूप से जमा हो गई कि जो किया गया था उस पर पुनर्विचार करने के लिए, प्राथमिक कणों के क्षेत्र सिद्धांत का जन्म हुआ।

प्राथमिक कणों के क्षेत्र सिद्धांत के अनुसार, क्वांटम संख्या L>0 वाले प्राथमिक कणों का निरंतर विद्युत क्षेत्र, आवेशित और तटस्थ दोनों, संबंधित प्राथमिक कण के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के निरंतर घटक द्वारा निर्मित होता है(यह विद्युत आवेश नहीं है जो विद्युत क्षेत्र का मूल कारण है, जैसा कि भौतिकी 19वीं शताब्दी में मानती थी, लेकिन प्राथमिक कणों के विद्युत क्षेत्र ऐसे हैं कि वे विद्युत आवेशों के क्षेत्र के अनुरूप हैं)। और विद्युत आवेश का क्षेत्र बाहरी और आंतरिक गोलार्धों के बीच विषमता की उपस्थिति के परिणामस्वरूप उत्पन्न होता है, जिससे विपरीत संकेतों के विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होते हैं। आवेशित प्राथमिक कणों के लिए, प्राथमिक विद्युत आवेश का एक क्षेत्र सुदूर क्षेत्र में उत्पन्न होता है, और विद्युत आवेश का चिह्न बाहरी गोलार्ध द्वारा उत्पन्न विद्युत क्षेत्र के चिह्न से निर्धारित होता है। निकट क्षेत्र में, इस क्षेत्र की एक जटिल संरचना है और यह एक द्विध्रुवीय है, लेकिन इसमें कोई द्विध्रुव क्षण नहीं है। बिंदु आवेशों की प्रणाली के रूप में इस क्षेत्र के अनुमानित विवरण के लिए, प्रोटॉन के अंदर कम से कम 6 "क्वार्क" की आवश्यकता होगी - यदि हम 8 "क्वार्क" लें तो यह अधिक सटीक होगा। यह स्पष्ट है कि ऐसे "क्वार्क" का विद्युत आवेश मानक मॉडल (इसके क्वार्क के साथ) से पूरी तरह से अलग होगा।

प्राथमिक कणों के क्षेत्र सिद्धांत ने स्थापित किया है कि प्रोटॉन, किसी भी अन्य सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए प्राथमिक कण की तरह, अलग किया जा सकता है दो विद्युत आवेश और, तदनुसार, दो विद्युत त्रिज्याएँ:

बाह्य स्थिर विद्युत क्षेत्र की विद्युत त्रिज्या (आवेश q + =+1.25e) - r q+ = 4.39 · 10 -14 सेमी,
आंतरिक स्थिर विद्युत क्षेत्र की विद्युत त्रिज्या (आवेश q - = -0.25e) - r q- = 2.45 · 10 -14 सेमी।

प्रोटॉन विद्युत क्षेत्र की ये विशेषताएं प्राथमिक कणों के प्रथम क्षेत्र सिद्धांत के वितरण के अनुरूप हैं। भौतिकी ने अभी तक प्रयोगात्मक रूप से इस वितरण की सटीकता स्थापित नहीं की है और कौन सा वितरण सबसे सटीक रूप से निकट क्षेत्र में एक प्रोटॉन के निरंतर विद्युत क्षेत्र की वास्तविक संरचना के साथ-साथ निकट क्षेत्र में एक प्रोटॉन के विद्युत क्षेत्र की संरचना से मेल खाता है। (आरपी के क्रम की दूरी पर)। जैसा कि आप देख सकते हैं, विद्युत आवेश प्रोटॉन में अनुमानित क्वार्क (+4/3e=+1.333e और -1/3e=-0.333e) के आवेशों के परिमाण के करीब हैं, लेकिन क्वार्क के विपरीत, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र मौजूद हैं प्रकृति, और स्थिरांक की एक समान संरचना होती है किसी भी सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए प्राथमिक कण में एक विद्युत क्षेत्र होता है, स्पिन की परिमाण की परवाह किए बिना और...।

प्रत्येक प्राथमिक कण के लिए विद्युत त्रिज्या के मान अद्वितीय हैं और क्षेत्र सिद्धांत एल में प्रमुख क्वांटम संख्या, बाकी द्रव्यमान का मूल्य, वैकल्पिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में निहित ऊर्जा का प्रतिशत (जहां क्वांटम यांत्रिकी काम करता है) द्वारा निर्धारित किया जाता है ) और प्राथमिक कण के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के निरंतर घटक की संरचना (प्रमुख क्वांटम संख्या एल द्वारा दिए गए सभी प्राथमिक कणों के लिए समान), एक बाहरी स्थिर विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करती है। विद्युत त्रिज्या परिधि के चारों ओर समान रूप से वितरित विद्युत आवेश के औसत स्थान को इंगित करता है, जो एक समान विद्युत क्षेत्र बनाता है। दोनों विद्युत आवेश एक ही तल (प्राथमिक कण के प्रत्यावर्ती विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के घूर्णन का तल) में स्थित हैं और उनका एक सामान्य केंद्र है जो प्राथमिक कण के प्रत्यावर्ती विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के घूर्णन के केंद्र के साथ मेल खाता है।

6.3 निकट क्षेत्र में एक प्रोटोन का विद्युत क्षेत्र

किसी प्राथमिक कण के अंदर विद्युत आवेशों के परिमाण और उनके स्थान को जानकर, उनके द्वारा निर्मित विद्युत क्षेत्र को निर्धारित करना संभव है।

एसआई प्रणाली में, वेक्टर योग के रूप में, निकट क्षेत्र में एक प्रोटॉन का विद्युत क्षेत्र (आर ~ आर पी) लगभग बराबर है:

कहाँ एन+ = आर+/|आर + | - प्रेक्षण बिंदु (ए) की दिशा में प्रोटोन चार्ज क्यू + के निकट (1) या दूर (2) बिंदु से इकाई वेक्टर, एन- = आर-/|आर - | - प्रोटॉन चार्ज के निकट (1) या दूर (2) बिंदु से यूनिट वेक्टर क्यू - अवलोकन बिंदु (ए) की दिशा में, आर - प्रोटॉन के केंद्र से अवलोकन बिंदु के प्रक्षेपण तक की दूरी प्रोटॉन तल, q + - बाहरी विद्युत आवेश +1.25e, q - - आंतरिक विद्युत आवेश -0.25e, वैक्टर को बोल्ड में हाइलाइट किया गया है, ε 0 - विद्युत स्थिरांक, z - अवलोकन बिंदु की ऊंचाई (ए) (से दूरी) प्रोटॉन तल पर अवलोकन बिंदु), आर 0 - सामान्यीकरण पैरामीटर। (जीएचएस प्रणाली में कोई गुणक नहीं है। एसआई गुणक।)

यह गणितीय अभिव्यक्ति सदिशों का योग है और इसकी गणना सदिश योग के नियमों के अनुसार की जानी चाहिए, क्योंकि यह दो वितरित विद्युत आवेशों (+1.25e और -0.25e) का क्षेत्र है। पहला और तीसरा पद आवेशों के निकट बिंदुओं के अनुरूप है, दूसरा और चौथा - दूर के बिंदुओं के अनुरूप है। यह गणितीय अभिव्यक्ति प्रोटॉन के आंतरिक (रिंग) क्षेत्र में काम नहीं करती है, जिससे इसके निरंतर क्षेत्र उत्पन्न होते हैं (यदि दो शर्तें एक साथ पूरी होती हैं: ħ/m 0~ c
विद्युत क्षेत्र क्षमताएसआई प्रणाली में निकट क्षेत्र (आरपी) में बिंदु (ए) पर प्रोटोन लगभग बराबर है:

जहां r 0 एक सामान्यीकरण पैरामीटर है, जिसका मान सूत्र E में r 0 से भिन्न हो सकता है। (एसजीएस प्रणाली में कोई कारक SI गुणक नहीं है।) यह गणितीय अभिव्यक्ति प्रोटॉन के आंतरिक (रिंग) क्षेत्र में काम नहीं करती है , इसके निरंतर फ़ील्ड उत्पन्न करना (दो स्थितियों के एक साथ निष्पादन के साथ: ħ/m 0~ c
दोनों निकट-क्षेत्र अभिव्यक्तियों के लिए r 0 का अंशांकन निरंतर प्रोटॉन फ़ील्ड उत्पन्न करने वाले क्षेत्र की सीमा पर किया जाना चाहिए।

7 प्रोटॉन विश्राम द्रव्यमान

शास्त्रीय इलेक्ट्रोडायनामिक्स और आइंस्टीन के सूत्र के अनुसार, प्रोटॉन सहित क्वांटम संख्या L>0 वाले प्राथमिक कणों के शेष द्रव्यमान को उनके विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों की ऊर्जा के बराबर के रूप में परिभाषित किया गया है:

जहां एक प्राथमिक कण के संपूर्ण विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र पर निश्चित अभिन्न अंग लिया जाता है, ई विद्युत क्षेत्र की ताकत है, एच चुंबकीय क्षेत्र की ताकत है। यहां विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के सभी घटकों को ध्यान में रखा गया है: निरंतर विद्युत क्षेत्र, निरंतर चुंबकीय क्षेत्र, प्रत्यावर्ती विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र। यह छोटा, लेकिन बहुत ही भौतिकी-क्षमता वाला सूत्र, जिसके आधार पर प्राथमिक कणों के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के समीकरण प्राप्त होते हैं, एक से अधिक परी-कथा "सिद्धांत" को स्क्रैप ढेर में भेज देगा - यही कारण है कि उनके कुछ लेखक करेंगे घृणा करता हूं।

उपरोक्त सूत्र के अनुसार, प्रोटॉन के शेष द्रव्यमान का मान उन स्थितियों पर निर्भर करता है जिनमें प्रोटॉन स्थित है. इस प्रकार, एक प्रोटॉन को एक स्थिर बाहरी विद्युत क्षेत्र (उदाहरण के लिए, एक परमाणु नाभिक) में रखकर, हम ई 2 को प्रभावित करेंगे, जो प्रोटॉन के द्रव्यमान और इसकी स्थिरता को प्रभावित करेगा। ऐसी ही स्थिति तब उत्पन्न होगी जब एक प्रोटॉन को स्थिर चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाएगा। इसलिए, परमाणु नाभिक के अंदर एक प्रोटॉन के कुछ गुण, क्षेत्रों से दूर, निर्वात में एक मुक्त प्रोटॉन के समान गुणों से भिन्न होते हैं।

8 प्रोटॉन जीवनकाल

भौतिकी द्वारा स्थापित प्रोटॉन जीवनकाल एक मुक्त प्रोटॉन से मेल खाता है।

प्राथमिक कणों का क्षेत्र सिद्धांत यह बताता है किसी प्राथमिक कण का जीवनकाल उन स्थितियों पर निर्भर करता है जिनमें वह स्थित है. एक प्रोटॉन को किसी बाहरी क्षेत्र (जैसे कि विद्युत क्षेत्र) में रखकर, हम उसके विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में निहित ऊर्जा को बदल देते हैं। आप बाहरी क्षेत्र का चिह्न चुन सकते हैं ताकि प्रोटॉन की आंतरिक ऊर्जा बढ़े। बाहरी क्षेत्र की ताकत के ऐसे मूल्य का चयन करना संभव है कि प्रोटॉन के लिए न्यूट्रॉन, पॉज़िट्रॉन और इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो में क्षय होना संभव हो जाता है, और इसलिए प्रोटॉन अस्थिर हो जाता है। यह बिल्कुल वैसा ही है जैसा परमाणु नाभिक में देखा जाता है, जिसमें पड़ोसी प्रोटॉन का विद्युत क्षेत्र नाभिक के प्रोटॉन के क्षय को ट्रिगर करता है। जब अतिरिक्त ऊर्जा को नाभिक में पेश किया जाता है, तो प्रोटॉन का क्षय कम बाहरी क्षेत्र की ताकत पर शुरू हो सकता है।

एक दिलचस्प विशेषता: परमाणु नाभिक में एक प्रोटॉन के क्षय के दौरान, नाभिक के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की ऊर्जा से एक पॉज़िट्रॉन का जन्म होता है - "पदार्थ" (प्रोटॉन) से "एंटीमैटर" (पॉज़िट्रॉन) का जन्म होता है !!! और इससे किसी को आश्चर्य नहीं होता.

9 मानक मॉडल के बारे में सच्चाई

आइए अब उस जानकारी से परिचित हों जिसे मानक मॉडल के समर्थक "राजनीतिक रूप से सही" साइटों (जैसे दुनिया के विकिपीडिया) पर प्रकाशित करने की अनुमति नहीं देंगे, जिस पर न्यू फिजिक्स के विरोधी निर्दयतापूर्वक समर्थकों की जानकारी को हटा सकते हैं (या विकृत कर सकते हैं) नई भौतिकी के परिणामस्वरूप, सत्य राजनीति का शिकार हो गया है:

1964 में, गेलमैन और ज़्विग ने स्वतंत्र रूप से क्वार्क के अस्तित्व के लिए एक परिकल्पना प्रस्तावित की, जिससे, उनकी राय में, हैड्रॉन बने हैं। नए कण भिन्नात्मक विद्युत आवेश से संपन्न थे जो प्रकृति में मौजूद नहीं है।
लेप्टान इस क्वार्क मॉडल में फिट नहीं थे, जो बाद में मानक मॉडल में विकसित हुआ, और इसलिए उन्हें वास्तव में प्राथमिक कणों के रूप में पहचाना गया।
हैड्रॉन में क्वार्कों के संबंध को समझाने के लिए, प्रकृति में मजबूत अंतःक्रिया और उसके वाहक, ग्लूऑन के अस्तित्व को माना गया। ग्लूऑन, जैसा कि क्वांटम सिद्धांत में अपेक्षित था, एक फोटॉन की तरह यूनिट स्पिन, कण और एंटीपार्टिकल की पहचान और शून्य आराम द्रव्यमान से संपन्न थे।
वास्तव में, प्रकृति में काल्पनिक क्वार्कों की नहीं, बल्कि न्यूक्लियॉन की परमाणु शक्तियों की मजबूत अंतःक्रिया होती है - और ये अलग-अलग अवधारणाएँ हैं।

50 साल बीत गए. क्वार्क प्रकृति में कभी नहीं पाए गए और हमारे लिए एक नई गणितीय परी कथा का आविष्कार किया गया जिसे "कन्फाइनमेंट" कहा गया। एक विचारशील व्यक्ति इसमें प्रकृति के मूलभूत नियम - ऊर्जा संरक्षण के नियम - के प्रति घोर उपेक्षा आसानी से देख सकता है। लेकिन एक विचारशील व्यक्ति ऐसा करेगा, और कहानीकारों को एक बहाना मिल गया जो उनके अनुकूल था।

ग्लूऑन भी प्रकृति में नहीं पाए गए हैं। तथ्य यह है कि केवल वेक्टर मेसॉन (और मेसॉन की एक और उत्तेजित अवस्था) की प्रकृति में यूनिट स्पिन हो सकती है, लेकिन प्रत्येक वेक्टर मेसॉन में एक एंटीपार्टिकल होता है। - इसीलिए वेक्टर मेसॉन "ग्लूऑन" के लिए उपयुक्त उम्मीदवार नहीं हैं. मेसॉन की पहली नौ उत्तेजित अवस्थाएँ बनी हुई हैं, लेकिन उनमें से 2 स्वयं मानक मॉडल का खंडन करती हैं और मानक मॉडल प्रकृति में उनके अस्तित्व को नहीं पहचानता है, और बाकी का भौतिकी द्वारा अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है, और उन्हें पारित करना संभव नहीं होगा शानदार ग्लून्स के रूप में बंद। एक अंतिम विकल्प है: लेप्टान (म्यूऑन या ताऊ लेप्टान) की एक जोड़ी की बंधी हुई अवस्था को ग्लूऑन के रूप में पारित करना - लेकिन इसकी गणना भी क्षय के दौरान की जा सकती है।

इसलिए, प्रकृति में ग्लूऑन भी नहीं हैं, जैसे प्रकृति में कोई क्वार्क और काल्पनिक मजबूत अंतःक्रिया नहीं हैं।.
आपको लगता है कि मानक मॉडल के समर्थक इसे नहीं समझते हैं - वे अभी भी समझते हैं, लेकिन दशकों से वे जो कर रहे हैं उसकी भ्रांति को स्वीकार करना घिनौना है। इसीलिए हम नई गणितीय परीकथाएँ (स्ट्रिंग "सिद्धांत", आदि) देखते हैं।

10 नई भौतिकी: प्रोटॉन - सारांश

लेख के मुख्य भाग में मैंने परी क्वार्क (परी ग्लून्स के साथ) के बारे में विस्तार से बात नहीं की, क्योंकि वे प्रकृति में नहीं हैं और परी कथाओं (अनावश्यक) के साथ अपने सिर को भरने का कोई मतलब नहीं है - और मौलिक तत्वों के बिना नींव: ग्लूऑन के साथ क्वार्क, मानक मॉडल ढह गया - भौतिकी में इसके प्रभुत्व का समय पूर्ण (मानक मॉडल देखें)।

आप जब तक चाहें तब तक प्रकृति में विद्युत चुंबकत्व के स्थान को नजरअंदाज कर सकते हैं (हर कदम पर इसका सामना करना: प्रकाश, थर्मल विकिरण, बिजली, टेलीविजन, रेडियो, टेलीफोन संचार, सेलुलर सहित, इंटरनेट, जिसके बिना मानवता को इसके बारे में पता नहीं होता) फील्ड थ्योरी प्राथमिक कणों का अस्तित्व, ...), और दिवालिया लोगों को बदलने के लिए नई परी कथाओं का आविष्कार करना जारी रखें, उन्हें विज्ञान के रूप में पेश करें; आप बेहतर उपयोग के योग्य दृढ़ता के साथ, मानक मॉडल और क्वांटम सिद्धांत की याद की गई कहानियों को दोहराना जारी रख सकते हैं; लेकिन प्रकृति में विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र परी-कथा आभासी कणों के साथ-साथ विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र द्वारा निर्मित गुरुत्वाकर्षण के बिना भी ठीक थे, हैं, रहेंगे और ठीक रह सकते हैं, लेकिन परी कथाओं के जन्म का एक समय होता है और एक समय होता है जब वे लोगों को प्रभावित करना बंद कर देते हैं। जहाँ तक प्रकृति की बात है, उसे परियों की कहानियों या मनुष्य की किसी अन्य साहित्यिक गतिविधि की परवाह नहीं है, भले ही उनके लिए भौतिकी में नोबेल पुरस्कार दिया गया हो। प्रकृति जिस प्रकार से संरचित है, उसी प्रकार उसकी संरचना भी होती है और भौतिकी-विज्ञान का कार्य उसे समझना तथा उसका वर्णन करना है।

अब आपके सामने एक नई दुनिया खुल गई है - द्विध्रुवीय क्षेत्रों की दुनिया, जिसके अस्तित्व पर 20वीं सदी के भौतिकी को संदेह भी नहीं था। आपने देखा कि एक प्रोटॉन में एक नहीं, बल्कि दो विद्युत आवेश (बाह्य और आंतरिक) और दो संगत विद्युत त्रिज्याएँ होती हैं। आपने देखा कि एक प्रोटॉन के शेष द्रव्यमान में क्या होता है और काल्पनिक हिग्स बोसोन काम से बाहर हो गया था (नोबेल समिति के निर्णय अभी तक प्रकृति के नियम नहीं हैं...)। इसके अलावा, द्रव्यमान और जीवनकाल का परिमाण उन क्षेत्रों पर निर्भर करता है जिनमें प्रोटॉन स्थित है। सिर्फ इसलिए कि एक मुक्त प्रोटॉन स्थिर है इसका मतलब यह नहीं है कि यह हमेशा और हर जगह स्थिर रहेगा (परमाणु नाभिक में प्रोटॉन क्षय देखा जाता है)। यह सब उन अवधारणाओं से परे है जो बीसवीं शताब्दी के उत्तरार्ध में भौतिकी पर हावी थीं। - 21वीं सदी की भौतिकी - नई भौतिकी पदार्थ के ज्ञान के एक नए स्तर की ओर बढ़ती है, और नई दिलचस्प खोजें हमारा इंतजार कर रही हैं।

व्लादिमीर गोरुनोविच

हाइड्रोजन, एक तत्व जिसकी संरचना सबसे सरल है। इसका धनात्मक आवेश और लगभग असीमित जीवनकाल है। यह ब्रह्माण्ड का सबसे स्थिर कण है। बिग बैंग से उत्पन्न प्रोटॉन अभी तक क्षय नहीं हुए हैं। प्रोटॉन का द्रव्यमान 1.627*10-27 किग्रा या 938.272 eV है। अधिकतर यह मान इलेक्ट्रॉनवोल्ट में व्यक्त किया जाता है।

प्रोटॉन की खोज परमाणु भौतिकी के "पिता" अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने की थी। उन्होंने इस परिकल्पना को सामने रखा कि सभी रासायनिक तत्वों के परमाणुओं के नाभिक में प्रोटॉन होते हैं, क्योंकि उनका द्रव्यमान हाइड्रोजन परमाणु के नाभिक से कई गुना अधिक होता है। रदरफोर्ड ने एक दिलचस्प प्रयोग किया। उस समय, कुछ तत्वों की प्राकृतिक रेडियोधर्मिता की खोज पहले ही की जा चुकी थी। अल्फा विकिरण (अल्फा कण उच्च-ऊर्जा हीलियम नाभिक हैं) का उपयोग करते हुए, वैज्ञानिक ने नाइट्रोजन परमाणुओं को विकिरणित किया। इस अंतःक्रिया के परिणामस्वरूप, एक कण उड़ गया। रदरफोर्ड ने सुझाव दिया कि यह एक प्रोटॉन था। विल्सन बबल चैंबर में आगे के प्रयोगों ने उनकी धारणा की पुष्टि की। इसलिए 1913 में, एक नए कण की खोज की गई, लेकिन नाभिक की संरचना के बारे में रदरफोर्ड की परिकल्पना अस्थिर निकली।

न्यूट्रॉन की खोज

महान वैज्ञानिक ने अपनी गणना में एक त्रुटि पाई और एक अन्य कण के अस्तित्व के बारे में एक परिकल्पना सामने रखी जो नाभिक का हिस्सा है और जिसका द्रव्यमान लगभग एक प्रोटॉन के समान है। प्रायोगिक तौर पर वह इसका पता नहीं लगा सके।

यह काम 1932 में अंग्रेज वैज्ञानिक जेम्स चैडविक ने किया था। उन्होंने एक प्रयोग किया जिसमें उन्होंने उच्च-ऊर्जा अल्फा कणों के साथ बेरिलियम परमाणुओं पर बमबारी की। परमाणु प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, बेरिलियम नाभिक से एक कण उत्सर्जित हुआ, जिसे बाद में न्यूट्रॉन कहा गया। अपनी खोज के लिए चैडविक को तीन साल बाद नोबेल पुरस्कार मिला।

न्यूट्रॉन का द्रव्यमान वास्तव में एक प्रोटॉन (1.622 * 10-27 किग्रा) के द्रव्यमान से थोड़ा भिन्न होता है, लेकिन इस कण में कोई चार्ज नहीं होता है। इस अर्थ में, यह तटस्थ है और साथ ही भारी नाभिक का विखंडन करने में भी सक्षम है। आवेश की कमी के कारण, एक न्यूट्रॉन आसानी से उच्च कूलम्ब संभावित अवरोध से गुजर सकता है और नाभिक की संरचना में प्रवेश कर सकता है।

प्रोटॉन और न्यूट्रॉन में क्वांटम गुण होते हैं (वे कणों और तरंगों के गुणों को प्रदर्शित कर सकते हैं)। न्यूट्रॉन विकिरण का उपयोग चिकित्सा प्रयोजनों के लिए किया जाता है। उच्च भेदन क्षमता इस विकिरण को गहरे बैठे ट्यूमर और अन्य घातक संरचनाओं को आयनित करने और उनका पता लगाने की अनुमति देती है। इस मामले में, कण ऊर्जा अपेक्षाकृत कम है।

प्रोटॉन के विपरीत न्यूट्रॉन एक अस्थिर कण है। इसका जीवनकाल लगभग 900 सेकंड का होता है। यह एक प्रोटॉन, एक इलेक्ट्रॉन और एक इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो में विघटित हो जाता है।

, विद्युत चुम्बकीय और गुरुत्वाकर्षण

प्रारंभिक

प्रोटोन गुण

प्रोटॉन की आंतरिक संरचना का पहली बार प्रयोगात्मक अध्ययन आर. हॉफस्टैटर द्वारा प्रोटॉन के साथ उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों (2 GeV) की किरण के टकराव का अध्ययन करके किया गया था (भौतिकी में नोबेल पुरस्कार 1961)। प्रोटॉन में सेमी त्रिज्या वाला एक भारी कोर (कोर) होता है, जिसमें द्रव्यमान और आवेश का उच्च घनत्व होता है ≈ 35% (\प्रदर्शन शैली \लगभग 35\,\%)प्रोटॉन का विद्युत आवेश और उसके आसपास का अपेक्षाकृत विरल आवरण। की दूरी पर ≈ 0 , 25 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \लगभग 0(,)25\cdot 10^(-13))पहले ≈ 1 , 4 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \लगभग 1(,)4\cdot 10^(-13))सेमी इस शेल में मुख्य रूप से आभासी ρ - और π -मेसन होते हैं ≈ 50% (\प्रदर्शन शैली \लगभग 50\,\%)प्रोटॉन का विद्युत आवेश, फिर दूरी तक ≈ 2 , 5 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \लगभग 2(,)5\cdot 10^(-13))सेमी आभासी ω - और π -मेसन का एक आवरण फैलाता है, जो प्रोटॉन के विद्युत आवेश का ~15% वहन करता है।

एक प्रोटॉन से जुड़ी तीन भौतिक राशियाँ होती हैं जिनकी लंबाई का आयाम होता है:

प्रोटॉन का तथाकथित कमजोर चार्ज क्यूडब्ल्यू ≈ 1 − 4 पाप 2 θ डब्ल्यू, जो विनिमय के माध्यम से कमजोर अंतःक्रियाओं में अपनी भागीदारी निर्धारित करता है जेडप्रोटॉन पर ध्रुवीकृत इलेक्ट्रॉनों के प्रकीर्णन के दौरान समता उल्लंघन के प्रयोगात्मक माप के अनुसार, 0 बोसॉन (जिस तरह एक कण का विद्युत आवेश एक फोटॉन का आदान-प्रदान करके विद्युत चुम्बकीय इंटरैक्शन में अपनी भागीदारी निर्धारित करता है) 0.0719 ± 0.0045 है। मापा गया मान मानक मॉडल (0.0708 ± 0.0003) की सैद्धांतिक भविष्यवाणियों के साथ प्रयोगात्मक त्रुटि के अनुरूप है।

स्थिरता

आवेदन

यह सभी देखें

http://physics.nist.gov/cuu/Constents/Table/allascii.txt मौलिक भौतिक स्थिरांक --- संपूर्ण सूची
CODATA मान: प्रोटॉन द्रव्यमान
CODATA मान: यू में प्रोटॉन द्रव्यमान
अहमद एस.; और अन्य। (2004)। "सडबरी न्यूट्रिनो वेधशाला से अदृश्य मोड के माध्यम से न्यूक्लियॉन क्षय पर बाधाएं।" भौतिक समीक्षा पत्र. 92 (10): 102004. arXiv: हेप-एक्स/0310030. बिबकोड:2004PhRvL..92j2004A. DOI:10.1103/PhysRevLett.92.102004। पीएमआईडी.
CODATA मान: MeV में समतुल्य प्रोटॉन द्रव्यमान ऊर्जा
CODATA मान: प्रोटॉन-इलेक्ट्रॉन द्रव्यमान अनुपात
, साथ। 67.
हॉफस्टैटर पी.नाभिक और नाभिकों की संरचना // भौतिक। - 1963. - टी. 81, नंबर 1. - पी. 185-200। - आईएसएसएन. - यूआरएल: http://ufn.ru/ru/articles/1963/9/e/
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