Պրոտոնի զանգված. Ո՞վ և երբ է հայտնաբերել պրոտոնը և նեյտրոնը

Պրոտոնները մասնակցում են ջերմամիջուկային ռեակցիաներին, որոնք աստղերի կողմից առաջացող էներգիայի հիմնական աղբյուրն են։ Մասնավորապես՝ արձագանքներ pp-ցիկլը, որը Արեգակի արտանետվող գրեթե ողջ էներգիայի աղբյուրն է, իջնում ​​է չորս պրոտոնների միացմամբ հելիում-4 միջուկի մեջ՝ երկու պրոտոնները նեյտրոնների վերածելով:

Ֆիզիկայի մեջ պրոտոնը նշվում է էջ(կամ էջ+): Պրոտոնի քիմիական անվանումը (համարվում է որպես դրական ջրածնի իոն) H + է, աստղաֆիզիկական նշանակումը՝ HII։

Բացում [ | ]

Պրոտոնի հատկությունները[ | ]

Պրոտոնի և էլեկտրոնային զանգվածների հարաբերակցությունը հավասար է 1836,152 673 89(17), 0,002% ճշտությամբ հավասար է 6π 5 = 1836,118 արժեքին...

Պրոտոնի ներքին կառուցվածքն առաջին անգամ փորձնականորեն ուսումնասիրվել է Ռ. Հոֆստադթերի կողմից՝ ուսումնասիրելով բարձր էներգիայի էլեկտրոնների (2 ԳեՎ) ճառագայթի բախումները պրոտոնների հետ (Ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակ 1961 թ.)։ Պրոտոնը բաղկացած է ծանր միջուկից (միջուկից)՝ սմ շառավղով, զանգվածի և լիցքի մեծ խտությամբ, կրող ≈ 35% (\displaystyle \մոտ 35\%)պրոտոնի էլեկտրական լիցքը և այն շրջապատող համեմատաբար հազվադեպ թաղանթ: -ից հեռավորության վրա ≈ 0, 25 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \մոտ 0.25\cdot 10^(-13))նախքան ≈ 1 , 4 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \մոտ 1.4\cdot 10^(-13))սմ այս կեղևը հիմնականում բաղկացած է վիրտուալ ρ- և π-մեզոններից, որոնք կրում են ≈ 50% (\displaystyle \մոտ 50\%)պրոտոնի էլեկտրական լիցքը, այնուհետև դեպի հեռավորությունը ≈ 2, 5 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \մոտ 2.5\cdot 10^(-13))սմ երկարացնում է վիրտուալ ω- և π-մեզոնների թաղանթը՝ կրելով պրոտոնի էլեկտրական լիցքի ~15%-ը:

Քվարկների կողմից ստեղծված պրոտոնի կենտրոնում ճնշումը մոտավորապես 10 35 Պա է (10 30 մթնոլորտ), այսինքն՝ ավելի բարձր, քան ճնշումը նեյտրոնային աստղերի ներսում։

Պրոտոնի մագնիսական մոմենտը չափվում է տրված միատեսակ մագնիսական դաշտում պրոտոնի մագնիսական մոմենտի պրեցեսիայի ռեզոնանսային հաճախականության և նույն դաշտում պրոտոնի շրջանաձև ուղեծրի ցիկլոտրոնային հաճախականության հարաբերությամբ։

Պրոտոնի հետ կապված կան երեք ֆիզիկական մեծություններ, որոնք ունեն երկարության չափ.

Պրոտոնի շառավիղի չափումները սովորական ջրածնի ատոմների միջոցով, որոնք իրականացվել են 1960-ականներից տարբեր մեթոդներով, հանգեցրել են (CODATA -2014) արդյունքի. 0,8751 ± 0,0061 ֆեմտոմետր(1 fm = 10 −15 մ): Մյուոնային ջրածնի ատոմների հետ առաջին փորձերը (որտեղ էլեկտրոնը փոխարինվում է մյուոնով) այս շառավղով տվել են 4%-ով փոքր արդյունք՝ 0,84184 ± 0,00067 fm։ Այս տարբերության պատճառները դեռ պարզ չեն։

Այսպես կոչված պրոտոնը Ք w ≈ 1 − 4 sin 2 θ W, որը որոշում է նրա մասնակցությունը թույլ փոխազդեցություններին փոխանակման միջոցով Զ 0 բոզոնը (նման է, թե ինչպես է մասնիկի էլեկտրական լիցքը որոշում նրա մասնակցությունը էլեկտրամագնիսական փոխազդեցություններին՝ ֆոտոն փոխանակելով) 0,0719 ± 0,0045 է, ըստ պրոտոնների վրա բևեռացված էլեկտրոնների ցրման ժամանակ հավասարության խախտման փորձարարական չափումների։ Չափված արժեքը, փորձնական սխալի շրջանակներում, համապատասխանում է Ստանդարտ մոդելի տեսական կանխատեսումներին (0,0708 ± 0,0003):

Կայունություն [ | ]

Ազատ պրոտոնը կայուն է, փորձարարական ուսումնասիրությունները նրա քայքայման նշաններ չեն հայտնաբերել (կյանքի ստորին սահմանը 2,9⋅10 29 տարի է՝ անկախ քայքայման ալիքից, 8,2⋅10 33 տարի՝ պոզիտրոնի և չեզոք պիոնի քայքայման համար, 6,6⋅։ 10 33 տարի՝ դրական մյուոնի և չեզոք պիոնի քայքայման համար): Քանի որ պրոտոնը բարիոններից ամենաթեթևն է, պրոտոնի կայունությունը բարիոնի թվի պահպանման օրենքի հետևանք է. պրոտոնը չի կարող քայքայվել որևէ ավելի թեթև մասնիկի (օրինակ՝ պոզիտրոնի և նեյտրինոյի)՝ առանց խախտելու այս օրենքը: Այնուամենայնիվ, Ստանդարտ մոդելի շատ տեսական ընդարձակումներ կանխատեսում են գործընթացներ (դեռևս չդիտարկված), որոնք կհանգեցնեն բարիոնի թվի չպահպանման և, հետևաբար, պրոտոնի քայքայմանը:

Ատոմային միջուկում կապված պրոտոնը կարող է էլեկտրոն բռնել ատոմի էլեկտրոններից K-, L- կամ M- թաղանթից (այսպես կոչված, «էլեկտրոնների գրավում»): Ատոմային միջուկի պրոտոնը, կլանելով էլեկտրոնը, վերածվում է նեյտրոնի և միաժամանակ արձակում է նեյտրինո. p+e − →+ν ե . K-, L- կամ M-շերտի «անցքը», որը ձևավորվել է էլեկտրոնների գրավման արդյունքում, լցված է ատոմի վրա գտնվող էլեկտրոնային շերտերից մեկի էլեկտրոնով, որն արձակում է ատոմային թվին համապատասխան բնորոշ ռենտգենյան ճառագայթներ: Զ− 1 և/կամ Օգեր էլեկտրոններ։ Հայտնի է 7-ից ավելի քան 1000 իզոտոպ
4-ից 262
105, քայքայվում է էլեկտրոնի գրավմամբ: Բավականաչափ բարձր հասանելի քայքայման էներգիայի դեպքում (վերևում 2մ ե գ 2 ≈ 1,022 ՄԷՎ) բացվում է մրցակցային քայքայման ալիք՝ պոզիտրոնային քայքայում p → +e ++ν ե . Հարկ է ընդգծել, որ այդ գործընթացները հնարավոր են միայն որոշ միջուկներում գտնվող պրոտոնի համար, որտեղ բացակայող էներգիան համալրվում է արդյունքում ստացված նեյտրոնի անցումով դեպի միջուկային ավելի ցածր թաղանթ. ազատ պրոտոնի համար դրանք արգելված են էներգիայի պահպանման օրենքով։

Քիմիայում պրոտոնների աղբյուր են հանդիսանում հանքային (ազոտային, ծծմբային, ֆոսֆորական և այլն) և օրգանական (մակնագույն, քացախային, օքսիդային և այլն) թթուները։ Ջրային լուծույթում թթուները կարող են տարանջատվել պրոտոնի վերացման հետ՝ առաջացնելով հիդրոնիումի կատիոն։

Գազային փուլում պրոտոնները ստացվում են իոնացման միջոցով՝ էլեկտրոնի հեռացում ջրածնի ատոմից։ Ջրածնի չգրգռված ատոմի իոնացման պոտենցիալը 13,595 էՎ է։ Երբ մոլեկուլային ջրածինը իոնացվում է արագ էլեկտրոնների միջոցով մթնոլորտային ճնշման և սենյակային ջերմաստիճանում, սկզբում ձևավորվում է ջրածնի մոլեկուլային իոնը (H 2 +)՝ ֆիզիկական համակարգ, որը բաղկացած է երկու պրոտոններից, որոնք միասին պահվում են մեկ էլեկտրոնի 1,06 հեռավորության վրա: Նման համակարգի կայունությունը, ըստ Պաուլինգի, պայմանավորված է երկու պրոտոնների միջև էլեկտրոնի ռեզոնանսով, որոնց «ռեզոնանսային հաճախականությունը» հավասար է 7·10 14 s−1: Երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է մի քանի հազար աստիճանի, ջրածնի իոնացման արտադրանքի բաղադրությունը փոխվում է հօգուտ պրոտոնների՝ H +:

Դիմում [ | ]

Արագացված պրոտոնների ճառագայթներն օգտագործվում են տարրական մասնիկների փորձարարական ֆիզիկայում (ցրման գործընթացների ուսումնասիրություն և այլ մասնիկների ճառագայթների արտադրություն), բժշկության մեջ (քաղցկեղի պրոտոնային թերապիա)։

տես նաեւ [ | ]

Նշումներ [ | ]

1. http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt Հիմնական ֆիզիկական հաստատուններ --- Ամբողջական ցուցակ
2. CODATA արժեքը՝ պրոտոնային զանգված
3. CODATA արժեքը. պրոտոնի զանգվածը u-ում
4. Ահմեդ Ս. et al. (2004): «Սադբերի նեյտրինո աստղադիտարանի անտեսանելի ռեժիմների միջոցով նուկլեոնի քայքայման սահմանափակումները»: Ֆիզիկական վերանայման նամակներ. 92 (10): 102004. arXiv: hep-ex/0310030. Bibcode:2004PhRvL..92j2004A. DOI:10.1103/PhysRevLett.92.102004. PMID.
5. CODATA արժեքը. պրոտոնի զանգվածի էներգիայի համարժեք ՄԷՎ-ում
6. CODATA արժեքը. պրոտոն-էլեկտրոն զանգվածի հարաբերակցությունը
7. , Հետ. 67.
8. Հոֆստադթեր Պ.Միջուկների և նուկլոնների կառուցվածքը // Ֆիզ. - 1963. - T. 81, No 1. - P. 185-200: - ISSN. - URL՝ http://ufn.ru/ru/articles/1963/9/e/
9. Շչելկին Կ.Ի.Վիրտուալ գործընթացները և նուկլեոնի կառուցվածքը // Միկրոաշխարհի ֆիզիկա - Մ.: Ատոմիզդատ, 1965 թ. - էջ 75:
10. Էլաստիկ ցրում, ծայրամասային փոխազդեցություններ և ռեզոնանսներ // Բարձր էներգիայի մասնիկներ. Բարձր էներգիաները տիեզերքում և լաբորատորիաներում - M.: Nauka, 1965. - P. 132:

ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ

Պրոտոնկոչվում է կայուն մասնիկ, որը պատկանում է հադրոնների դասին, որը ջրածնի ատոմի միջուկն է։

Գիտնականները համաձայն չեն, թե որ գիտական ​​իրադարձությունը պետք է համարել պրոտոնի հայտնաբերումը: Պրոտոնի հայտնաբերման գործում կարևոր դեր են խաղացել.

1. Ռադերֆորդի կողմից ատոմի մոլորակային մոդելի ստեղծում;
2. Ֆ.Սոդիի, Ջ.Թոմսոնի, Ֆ.Աստոնի կողմից իզոտոպների հայտնաբերում;
3. Ջրածնի ատոմների միջուկների վարքագծի դիտարկումները, երբ դրանք նոկաուտ են անում ազոտի միջուկներից ալֆա մասնիկներով Է. Ռադերֆորդի կողմից:

Պրոտոնի հետքերի առաջին լուսանկարները ստացվել են Պ. Բլեկետի կողմից ամպային խցիկում՝ ուսումնասիրելով տարրերի արհեստական ​​փոխակերպման գործընթացները։ Բլեկետն ուսումնասիրել է ազոտի միջուկների կողմից ալֆա մասնիկների գրավման գործընթացը։ Այս գործընթացում պրոտոն է արտանետվել, իսկ ազոտի միջուկը վերածվել է թթվածնի իզոտոպի։

Պրոտոնները նեյտրոնների հետ միասին բոլոր քիմիական տարրերի միջուկների մի մասն են։ Միջուկի պրոտոնների թիվը որոշում է տարրի ատոմային թիվը պարբերական աղյուսակում D.I. Մենդելեևը.

Պրոտոնը դրական լիցքավորված մասնիկ է։ Նրա լիցքը մեծությամբ հավասար է տարրական լիցքին, այսինքն՝ էլեկտրոնի լիցքի արժեքին։ Պրոտոնի լիցքը հաճախ նշվում է որպես , ապա մենք կարող ենք գրել, որ.

Ներկայումս ենթադրվում է, որ պրոտոնը տարրական մասնիկ չէ։ Այն ունի բարդ կառուցվածք և բաղկացած է երկու u-քվարկից և մեկ d-քվարկից։ U-քվարկի () էլեկտրական լիցքը դրական է և հավասար է

D-քվարկի () էլեկտրական լիցքը բացասական է և հավասար է.

Քվարկները միացնում են գլյուոնների փոխանակումը, որոնք դաշտային քվանտաներ են, նրանք դիմանում են ուժեղ փոխազդեցությանը: Այն, որ պրոտոններն իրենց կառուցվածքում ունեն մի քանի կետային ցրման կենտրոններ, հաստատվում է պրոտոններով էլեկտրոնների ցրման վերաբերյալ փորձերով։

Պրոտոնն ունի վերջավոր չափ, որի շուրջ գիտնականները դեռևս վիճում են։ Ներկայումս պրոտոնը ներկայացված է որպես ամպ, որն ունի լղոզված սահման: Նման սահմանը բաղկացած է անընդհատ առաջացող և ոչնչացնող վիրտուալ մասնիկներից: Բայց շատ պարզ խնդիրների դեպքում պրոտոնը, իհարկե, կարող է համարվել կետային լիցք: Պրոտոնի մնացած զանգվածը () մոտավորապես հավասար է.

Պրոտոնի զանգվածը 1836 անգամ մեծ է էլեկտրոնի զանգվածից։

Պրոտոնները մասնակցում են բոլոր հիմնարար փոխազդեցություններին. ուժեղ փոխազդեցությունները միավորում են պրոտոններն ու նեյտրոնները միջուկների մեջ, էլեկտրոններն ու պրոտոնները միանում են ատոմներում՝ օգտագործելով էլեկտրամագնիսական փոխազդեցությունները: Որպես թույլ փոխազդեցություն, մենք կարող ենք նշել, օրինակ, նեյտրոնի բետա քայքայումը (n).

որտեղ p-ն պրոտոն է; - էլեկտրոն; - հականեյտրինո.

Պրոտոնի քայքայումը դեռ չի ստացվել։ Սա ֆիզիկայի ժամանակակից կարևոր խնդիրներից մեկն է, քանի որ այս հայտնագործությունը նշանակալից քայլ կլիներ բնության ուժերի միասնությունը հասկանալու համար:

Խնդիրների լուծման օրինակներ

ՕՐԻՆԱԿ 1

Զորավարժություններ	Նատրիումի ատոմի միջուկները ռմբակոծվում են պրոտոններով։ Որքա՞ն է պրոտոնի էլեկտրաստատիկ վանման ուժը ատոմի միջուկից, եթե պրոտոնը գտնվում է հեռավորության վրա։ մ Համարենք, որ նատրիումի ատոմի միջուկի լիցքը 11 անգամ մեծ է պրոտոնի լիցքից։ Նատրիումի ատոմի էլեկտրոնային թաղանթի ազդեցությունը կարելի է անտեսել։
Լուծում	Որպես խնդրի լուծման հիմք՝ մենք կվերցնենք Կուլոնի օրենքը, որը կարող է գրվել մեր խնդրի համար (ենթադրելով, որ մասնիկները կետային են) հետևյալ կերպ. որտեղ F-ը լիցքավորված մասնիկների էլեկտրաստատիկ փոխազդեցության ուժն է. Cl-ը պրոտոնային լիցքն է. - նատրիումի ատոմի միջուկի լիցքավորում; - վակուումի դիէլեկտրական հաստատուն; - էլեկտրական հաստատուն. Օգտագործելով մեր ունեցած տվյալները՝ կարող ենք հաշվարկել պահանջվող վանող ուժը.
Պատասխանել	Ն

ՕՐԻՆԱԿ 2

Պրոտոն (տարրական մասնիկ)

ԳԻՏՈՒԹՅԱՆ շրջանակներում գործող տարրական մասնիկների դաշտային տեսությունը հիմնված է ՖԻԶԻԿԱՅԻ կողմից ապացուցված հիմքի վրա.

• Դասական էլեկտրադինամիկա,
• Քվանտային մեխանիկա (առանց վիրտուալ մասնիկների, որոնք հակասում են էներգիայի պահպանման օրենքին),
• Պահպանման օրենքները ֆիզիկայի հիմնարար օրենքներն են:

Օգտագործելով բնության մեջ գոյություն չունեցող տարրական մասնիկներ, հորինելով բնության մեջ գոյություն չունեցող հիմնարար փոխազդեցություններ, կամ փոխարինելով բնության մեջ գոյություն ունեցող փոխազդեցությունները առասպելականներով, անտեսելով բնության օրենքները, նրանց հետ մաթեմատիկական մանիպուլյացիաների մեջ ներգրավելով (գիտության տեսք ստեղծելը). սա ՀԵՔԻԱԹՆԵՐԻ վիճակն է, որն անցել է որպես գիտություն: Արդյունքում ֆիզիկան սահեց մաթեմատիկական հեքիաթների աշխարհ։ Ստանդարտ մոդելի հեքիաթային հերոսները (գլյուոններով քվարկեր), հեքիաթային գրավիտոնների և «Քվանտային տեսության» հեքիաթների հետ միասին, արդեն թափանցել են ֆիզիկայի դասագրքեր և մոլորեցնում են երեխաներին՝ մաթեմատիկական հեքիաթները որպես իրականություն փոխանցելով։ Ազնիվ Նոր ֆիզիկայի կողմնակիցները փորձեցին դիմակայել դրան, բայց ուժերը հավասար չէին: Եվ այդպես էր մինչև 2010 թվականը, մինչև տարրական մասնիկների դաշտի տեսության հայտնվելը, երբ ՖԻԶԻԿԱ-ԳԻՏՈՒԹՅԱՆ վերածննդի համար պայքարը տեղափոխվեց իրական գիտական ​​տեսության և մաթեմատիկական հեքիաթների միջև բաց առճակատման մակարդակ, որոնք իշխանությունը գրավեցին ֆիզիկայում: միկրոաշխարհը (և ոչ միայն):

Բայց մարդկությունը չէր իմանա Նոր ֆիզիկայի ձեռքբերումների մասին առանց ինտերնետի, որոնողական համակարգերի և կայքի էջերում ճշմարտությունն ազատորեն արտահայտելու հնարավորության։ Ինչ վերաբերում է գիտությունից գումար վաստակող հրապարակումներին, ո՞վ է դրանք կարդում այսօր փողի դիմաց, երբ հնարավոր է արագ և ազատորեն ստանալ պահանջվող տեղեկատվությունը ինտերնետում։

1 Պրոտոնը տարրական մասնիկ է
2 Երբ ֆիզիկան մնաց գիտություն
3 Պրոտոնը ֆիզիկայում
4 Պրոտոնի շառավիղ
5 Պրոտոնի մագնիսական մոմենտը
6 Պրոտոնի էլեկտրական դաշտ

6.1 Պրոտոնային էլեկտրական դաշտ հեռավոր գոտում
6.2 Պրոտոնի էլեկտրական լիցքերը
6.3 Պրոտոնի էլեկտրական դաշտը մոտակա գոտում

7 Պրոտոնային հանգստի զանգված
8 Պրոտոնի կյանքի տևողությունը
9 Ճշմարտությունը ստանդարտ մոդելի մասին
10 Նոր ֆիզիկա. Պրոտոն - ամփոփում

Էռնեստ Ռադերֆորդը 1919 թվականին, ազոտի միջուկները ալֆա մասնիկներով ճառագայթելով, նկատեց ջրածնի միջուկների ձևավորումը։ Ռադերֆորդը բախումից առաջացած մասնիկը անվանել է պրոտոն։ Ամպային խցիկում պրոտոնային հետքերի առաջին լուսանկարներն արվել են 1925 թվականին Պատրիկ Բլեկետի կողմից: Բայց իրենք ջրածնի իոնները (որոնք պրոտոններ են) հայտնի էին Ռադերֆորդի փորձարկումներից շատ առաջ։
Այսօր՝ 21-րդ դարում, ֆիզիկան շատ ավելին կարող է ասել պրոտոնների մասին։

1 Պրոտոնը տարրական մասնիկ է

Ֆիզիկայի պատկերացումները պրոտոնի կառուցվածքի մասին փոխվեցին ֆիզիկայի զարգացմանը զուգընթաց։
Ֆիզիկան ի սկզբանե պրոտոնը համարում էր տարրական մասնիկ մինչև 1964 թվականը, երբ Գելմանն ու Ցվայգը ինքնուրույն առաջարկեցին քվարկի վարկածը։

Սկզբում հադրոնների քվարկային մոդելը սահմանափակվում էր միայն երեք հիպոթետիկ քվարկներով և դրանց հակամասնիկներով։ Սա հնարավորություն տվեց ճիշտ նկարագրել այն ժամանակ հայտնի տարրական մասնիկների սպեկտրը՝ առանց հաշվի առնելու լեպտոնները, որոնք չէին տեղավորվում առաջարկվող մոդելի մեջ և, հետևաբար, քվարկների հետ միասին ճանաչվեցին տարրական։ Դրա գինը բնության մեջ գոյություն չունեցող կոտորակային էլեկտրական լիցքերի ներդրումն էր: Այնուհետև, երբ ֆիզիկան զարգացավ և նոր փորձարարական տվյալներ հայտնվեցին, քվարկների մոդելը աստիճանաբար աճեց և փոխակերպվեց՝ ի վերջո դառնալով ստանդարտ մոդել։

Ֆիզիկոսները ջանասիրաբար փնտրում էին նոր հիպոթետիկ մասնիկներ։ Քվարկների որոնումն իրականացվել է տիեզերական ճառագայթներում, բնության մեջ (քանի որ դրանց կոտորակային էլեկտրական լիցքը հնարավոր չէ փոխհատուցել) և արագացուցիչների մոտ։
Անցան տասնամյակներ, արագացուցիչների հզորությունը մեծացավ, և հիպոթետիկ քվարկների որոնման արդյունքը միշտ նույնն էր. Քվարկները բնության մեջ ՉԵՆ հանդիպում.

Տեսնելով քվարկների (և այնուհետև ստանդարտ) մոդելի մահվան հեռանկարը, նրա կողմնակիցները կազմել և մարդկությանը նվիրել են մի հեքիաթ, որ որոշ փորձերի ժամանակ քվարկների հետքեր են նկատվել: - Անհնար է ստուգել այս տեղեկատվությունը. փորձարարական տվյալները մշակվում են Ստանդարտ մոդելի միջոցով, և այն միշտ ինչ-որ բան կտա, ինչպես իրեն անհրաժեշտ է: Ֆիզիկայի պատմությունը գիտի օրինակներ, երբ մեկ մասնիկի փոխարեն սայթաքել է մյուսը. ժամանակը չստեղծելով իրենց գրավիտացիոն դաշտը: Այս մաթեմատիկական հեքիաթը նույնիսկ արժանացել է ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակի։ Մեր դեպքում փոփոխական էլեկտրամագնիսական դաշտի կանգուն ալիքները, որոնց մասին գրվել են տարրական մասնիկների ալիքային տեսություններ, սահում էին որպես հեքիաթային քվարկներ։

Երբ ստանդարտ մոդելի տակ գտնվող գահը նորից սկսեց ցնցվել, նրա կողմնակիցները կազմեցին և մարդկությանը սայթաքեցին փոքրիկների համար նոր հեքիաթ, որը կոչվում է «Պատապություն»: Ցանկացած մտածող մարդ դրա մեջ անմիջապես կտեսնի ծաղր էներգիայի պահպանման օրենքի՝ բնության հիմնարար օրենքի նկատմամբ: Սակայն Ստանդարտ մոդելի կողմնակիցները չեն ցանկանում տեսնել ԻՐԱԿԱՆՈՒԹՅՈՒՆ:

2 Երբ ֆիզիկան մնաց գիտություն

Երբ ֆիզիկան դեռ մնում էր գիտություն, ճշմարտությունը որոշվում էր ոչ թե մեծամասնության կարծիքով, այլ փորձով: Սա է ՖԻԶԻԿԱ-ԳԻՏՈՒԹՅԱՆ և որպես ֆիզիկա անցած մաթեմատիկական հեքիաթների հիմնարար տարբերությունը:
Բոլոր փորձերը, որոնք փնտրում են հիպոթետիկ քվարկներ(բացառությամբ, իհարկե, փորձնական տվյալների քողի տակ ձեր համոզմունքների մեջ սայթաքելու համար) հստակ ցույց են տվել՝ բնության մեջ քվարկներ ՉԿԱՆ.

Այժմ Ստանդարտ մոդելի կողմնակիցները փորձում են բոլոր փորձերի արդյունքը, որը մահապատժի է վերածվել Ստանդարտ մոդելի համար, փոխարինել իրենց կոլեկտիվ կարծիքով՝ այն ընդունելով որպես իրականություն։ Բայց որքան էլ հեքիաթը շարունակվի, միևնույն է, վերջը կլինի։ Միակ հարցն այն է, թե դա ինչ ավարտ կունենա. Ստանդարտ մոդելի կողմնակիցները կցուցաբերեն խելամտություն, քաջություն և կփոխեն իրենց դիրքորոշումները՝ հետևելով փորձերի միաձայն վճռին (ավելի ճիշտ՝ ԲՆՈՒԹՅԱՆ դատավճռին), կամ կնշանակվեն պատմության մեջ: համընդհանուր ծիծաղ Նոր ֆիզիկա - 21-րդ դարի ֆիզիկա, ինչպես հեքիաթասացները, ովքեր փորձել են խաբել ողջ մարդկությանը: Ընտրությունն իրենցն է։

Հիմա հենց պրոտոնի մասին։

3 Պրոտոնը ֆիզիկայում

Պրոտոն - տարրական մասնիկքվանտային թիվ L=3/2 (սպին = 1/2) - բարիոնային խումբ, պրոտոնային ենթախումբ, էլեկտրական լիցք +e (համակարգավորում՝ ըստ տարրական մասնիկների դաշտի տեսության)։
Համաձայն տարրական մասնիկների դաշտի տեսության (գիտական ​​հիմքի վրա կառուցված տեսություն և միակը, որը ստացել է բոլոր տարրական մասնիկների ճիշտ սպեկտրը), պրոտոնը բաղկացած է պտտվող բևեռացված փոփոխական էլեկտրամագնիսական դաշտից՝ մշտական ​​բաղադրիչով։ Ստանդարտ մոդելի բոլոր անհիմն պնդումները, թե պրոտոնը ենթադրաբար բաղկացած է քվարկներից, իրականության հետ կապ չունեն։ - Ֆիզիկան փորձնականորեն ապացուցել է, որ պրոտոնն ունի էլեկտրամագնիսական դաշտեր, ինչպես նաև գրավիտացիոն դաշտ։ Ֆիզիկան փայլուն կերպով կռահեց, որ տարրական մասնիկները ոչ միայն ունեն, այլև բաղկացած են էլեկտրամագնիսական դաշտերից 100 տարի առաջ, բայց մինչև 2010 թվականը հնարավոր չէր տեսություն կառուցել: Այժմ՝ 2015 թվականին, հայտնվեց նաև տարրական մասնիկների ձգողության տեսությունը, որը հաստատեց ձգողության էլեկտրամագնիսական բնույթը և ստացավ տարրական մասնիկների գրավիտացիոն դաշտի հավասարումները՝ տարբերվող ծանրության հավասարումներից, որոնց հիման վրա ավելի քան մեկ մաթեմատիկական. կառուցվել է ֆիզիկայի հեքիաթը։

Այս պահին տարրական մասնիկների դաշտի տեսությունը (ի տարբերություն Ստանդարտ մոդելի) չի հակասում տարրական մասնիկների կառուցվածքի և սպեկտրի վերաբերյալ փորձարարական տվյալներին և, հետևաբար, ֆիզիկայի կողմից կարող է դիտվել որպես բնության մեջ գործող տեսություն։

Պրոտոնի էլեկտրամագնիսական դաշտի կառուցվածքը(E-հաստատուն էլեկտրական դաշտ, H-հաստատուն մագնիսական դաշտ, փոփոխական էլեկտրամագնիսական դաշտը նշված է դեղինով)
Էներգետիկ հաշվեկշիռ (ընդհանուր ներքին էներգիայի տոկոսը).

• հաստատուն էլեկտրական դաշտ (E) - 0,346%,
• մշտական ​​մագնիսական դաշտ (H) - 7,44%,
• փոփոխական էլեկտրամագնիսական դաշտ՝ 92,21%։

Պրոտոնի էլեկտրական դաշտը բաղկացած է երկու շրջանից՝ արտաքին շրջան՝ դրական լիցքով և ներքին շրջան՝ բացասական լիցքով։ Արտաքին և ներքին շրջանների լիցքերի տարբերությունը որոշում է պրոտոնի ընդհանուր էլեկտրական լիցքը +e: Դրա քվանտացումը հիմնված է տարրական մասնիկների երկրաչափության և կառուցվածքի վրա։

Եվ ահա թե ինչ տեսք ունեն տարրական մասնիկների հիմնարար փոխազդեցությունները, որոնք իրականում գոյություն ունեն բնության մեջ.

4 Պրոտոնի շառավիղ

Տարրական մասնիկների դաշտի տեսությունը սահմանում է մասնիկի շառավիղը (r) որպես հեռավորություն կենտրոնից մինչև այն կետը, որտեղ ձեռք է բերվում զանգվածի առավելագույն խտությունը։

Պրոտոնի համար սա կկազմի 3,4212 ∙10 -16 մ: Սրան պետք է ավելացնենք էլեկտրամագնիսական դաշտի շերտի հաստությունը, և կստացվի պրոտոնի զբաղեցրած տարածքի շառավիղը.

Պրոտոնի համար սա կլինի 4,5616 ∙10 -16 մ: Այսպիսով, պրոտոնի արտաքին սահմանը գտնվում է մասնիկի կենտրոնից 4,5616 ∙10 -16 մ հեռավորության վրա:Զանգվածի մի փոքր մասը կենտրոնացած է հաստատունում: Պրոտոնի էլեկտրական և հաստատուն մագնիսական դաշտը, ըստ էլեկտրադինամիկայի օրենքների, գտնվում է այս շառավղից դուրս:

5 Պրոտոնի մագնիսական մոմենտը

Ի տարբերություն քվանտային տեսության, տարրական մասնիկների դաշտի տեսությունը նշում է, որ տարրական մասնիկների մագնիսական դաշտերը չեն ստեղծվում էլեկտրական լիցքերի պտտվող պտույտից, այլ գոյություն ունեն միաժամանակ հաստատուն էլեկտրական դաշտի հետ՝ որպես էլեկտրամագնիսական դաշտի մշտական ​​բաղադրիչ։ Ահա թե ինչու L>0 քվանտային թվով բոլոր տարրական մասնիկներն ունեն հաստատուն մագնիսական դաշտեր.
Տարրական մասնիկների դաշտի տեսությունը պրոտոնի մագնիսական մոմենտը չի համարում անոմալ. նրա արժեքը որոշվում է քվանտային թվերի բազմությամբ այնքանով, որքանով քվանտային մեխանիկան աշխատում է տարրական մասնիկի մեջ։
Այսպիսով, պրոտոնի հիմնական մագնիսական պահը ստեղծվում է երկու հոսանքների միջոցով.

• (+) մագնիսական մոմենտով +2 (eħ/m 0 s)
• (-) մագնիսական մոմենտով -0,5 (eħ/m 0 s)

Երբ ֆիզիկան ենթադրում էր, որ տարրական մասնիկների մագնիսական մոմենտները առաջանում են նրանց էլեկտրական լիցքի սպինային պտույտից, դրանք չափելու համար առաջարկվեցին համապատասխան միավորներ. պրոտոնի համար այն eh/2m 0pc է (հիշեք, որ պրոտոնի սպինը 1/ է 2) կոչվում է միջուկային մագնետոն: Այժմ 1/2-ը կարելի է բաց թողնել, քանի որ իմաստային բեռ չի կրում, և թողնել պարզապես eh/m 0p c.

Բայց եթե լուրջ, ապա տարրական մասնիկների ներսում էլեկտրական հոսանքներ չկան, բայց կան մագնիսական դաշտեր (և չկան էլեկտրական լիցքեր, բայց կան էլեկտրական դաշտեր): Անհնար է փոխարինել տարրական մասնիկների իրական մագնիսական դաշտերը հոսանքների մագնիսական դաշտերով (ինչպես նաև տարրական մասնիկների իսկական էլեկտրական դաշտերը էլեկտրական լիցքերի դաշտերով), առանց ճշգրտության կորստի. այս դաշտերն ունեն այլ բնույթ: Այստեղ կա ևս մի էլեկտրադինամիկա՝ Դաշտային ֆիզիկայի էլեկտրոդինամիկա, որը դեռ պետք է ստեղծվի, ինչպես ինքը դաշտային ֆիզիկան:

6 Պրոտոնի էլեկտրական դաշտ

6.1 Պրոտոնային էլեկտրական դաշտ հեռավոր գոտում

Ֆիզիկայի գիտելիքները պրոտոնի էլեկտրական դաշտի կառուցվածքի վերաբերյալ փոխվել են ֆիզիկայի զարգացման հետ մեկտեղ։ Սկզբում ենթադրվում էր, որ պրոտոնի էլեկտրական դաշտը կետային էլեկտրական լիցքի դաշտն է +e: Այս ոլորտի համար կլինեն.
ներուժՊրոտոնի էլեկտրական դաշտը (A) կետում հեռավոր գոտում (r > > r p) ճիշտ, SI համակարգում հավասար է.

լարումՊրոտոնային էլեկտրական դաշտի E հեռավոր գոտում (r > > r p) ճիշտ, SI համակարգում հավասար է.

Որտեղ n = r/|ր| - միավոր վեկտորը պրոտոնային կենտրոնից դիտակետի ուղղությամբ (A), r - հեռավորությունը պրոտոնային կենտրոնից մինչև դիտակետ, e - տարրական էլեկտրական լիցք, վեկտորները թավ են, ε 0 - էլեկտրական հաստատուն, r p =Lħ. /(m 0~ c ) դաշտի տեսության մեջ պրոտոնի շառավիղն է, L-ը դաշտի տեսության մեջ պրոտոնի հիմնական քվանտային թիվն է, ħ-ը Պլանկի հաստատունն է, m 0~-ը փոփոխվող էլեկտրամագնիսական դաշտում պարունակվող զանգվածի քանակն է: պրոտոնը հանգիստ վիճակում է, C-ն լույսի արագությունն է: (GHS համակարգում բազմապատկիչ չկա: SI Multiplier):

Այս մաթեմատիկական արտահայտությունները ճիշտ են պրոտոնի էլեկտրական դաշտի հեռավոր գոտու համար՝ r p, բայց ֆիզիկան այնուհետև ենթադրեց, որ դրանց վավերականությունը տարածվում է նաև մոտակա գոտու վրա՝ մինչև 10-14 սմ կարգի հեռավորությունները։

6.2 Պրոտոնի էլեկտրական լիցքերը

20-րդ դարի առաջին կեսին ֆիզիկան կարծում էր, որ պրոտոնն ունի միայն մեկ էլեկտրական լիցք և այն հավասար է +e-ի։

Քվարկների վարկածի առաջացումից հետո ֆիզիկան ենթադրեց, որ պրոտոնի ներսում ոչ թե մեկ, այլ երեք էլեկտրական լիցքեր կան՝ երկու էլեկտրական լիցք +2e/3 և մեկ էլեկտրական լիցք -e/3։ Ընդհանուր առմամբ, այս վճարները տալիս են +e: Դա արվել է, քանի որ ֆիզիկան ենթադրել է, որ պրոտոնն ունի բարդ կառուցվածք և բաղկացած է երկու վերին քվարկներից՝ +2e/3 լիցքով և մեկ դ քվարկից՝ -e/3 լիցքով: Բայց քվարկները չեն հայտնաբերվել ոչ բնության մեջ, ոչ էլ արագացուցիչների մեջ որևէ էներգիայի մեջ, և մնում է նրանց գոյությունը վերցնել հավատքի վրա (ինչն արեցին Ստանդարտ մոդելի կողմնակիցները), կամ փնտրել տարրական մասնիկների այլ կառուցվածք: Բայց միևնույն ժամանակ ֆիզիկայում տարրական մասնիկների մասին փորձարարական տեղեկատվությունը անընդհատ կուտակվում էր, և երբ այն բավականաչափ կուտակվեց, որպեսզի վերաիմաստավորվեր արվածը, ծնվեց տարրական մասնիկների դաշտի տեսությունը։

Ըստ տարրական մասնիկների դաշտի տեսության՝ L>0 քվանտային թվով տարրական մասնիկների հաստատուն էլեկտրական դաշտը, ինչպես լիցքավորված, այնպես էլ չեզոք, ստեղծվում է համապատասխան տարրական մասնիկի էլեկտրամագնիսական դաշտի հաստատուն բաղադրիչով:(Էլեկտրական դաշտի հիմնական պատճառը ոչ թե էլեկտրական լիցքն է, ինչպես ֆիզիկան հավատում էր 19-րդ դարում, այլ տարրական մասնիկների էլեկտրական դաշտերն այնպիսին են, որ համապատասխանում են էլեկտրական լիցքերի դաշտերին): Իսկ էլեկտրական լիցքի դաշտը առաջանում է արտաքին և ներքին կիսագնդերի միջև անհամաչափության առկայության արդյունքում՝ առաջացնելով հակառակ նշանների էլեկտրական դաշտեր։ Լիցքավորված տարրական մասնիկների համար հեռավոր գոտում առաջանում է տարրական էլեկտրական լիցքի դաշտ, իսկ էլեկտրական լիցքի նշանը որոշվում է արտաքին կիսագնդի կողմից առաջացած էլեկտրական դաշտի նշանով։ Մերձավոր գոտում այս դաշտն ունի բարդ կառուցվածք և դիպոլային է, բայց չունի դիպոլային մոմենտ։ Այս դաշտը որպես կետային լիցքերի համակարգի մոտավոր նկարագրության համար կպահանջվի առնվազն 6 «քվարկ» պրոտոնի ներսում. ավելի ճշգրիտ կլինի, եթե վերցնենք 8 «քվարկ»: Հասկանալի է, որ նման «քվարկների» էլեկտրական լիցքերը լիովին տարբերվելու են ստանդարտ մոդելից (իր քվարկներով):

Տարրական մասնիկների դաշտի տեսությունը հաստատել է, որ պրոտոնը, ինչպես ցանկացած այլ դրական լիցքավորված տարրական մասնիկ, կարելի է տարբերակել. երկու էլեկտրական լիցք և, համապատասխանաբար, երկու էլեկտրական շառավիղ:

• Արտաքին հաստատուն էլեկտրական դաշտի էլեկտրական շառավիղը (լիցք q + =+1,25e) - r q+ = 4,39 10 -14 սմ,
• ներքին հաստատուն էլեկտրական դաշտի էլեկտրական շառավիղը (լիցք q - = -0.25e) - r q- = 2.45 10 -14 սմ.

Յուրաքանչյուր տարրական մասնիկի համար էլեկտրական շառավիղների արժեքները եզակի են և որոշվում են դաշտի տեսության L հիմնական քվանտային թվով, մնացած զանգվածի արժեքով, փոփոխվող էլեկտրամագնիսական դաշտում պարունակվող էներգիայի տոկոսով (որտեղ աշխատում է քվանտային մեխանիկա. ) և տարրական մասնիկի էլեկտրամագնիսական դաշտի հաստատուն բաղադրիչի կառուցվածքը (նույնը բոլոր տարրական մասնիկների համար, որոնց տրված է L հիմնական քվանտային թիվը), առաջացնելով արտաքին հաստատուն էլեկտրական դաշտ։ Էլեկտրական շառավիղը ցույց է տալիս էլեկտրական լիցքի միջին դիրքը, որը հավասարաչափ բաշխված է շրջագծի շուրջ՝ ստեղծելով նմանատիպ էլեկտրական դաշտ: Երկու էլեկտրական լիցքերը գտնվում են նույն հարթության մեջ (տարրական մասնիկի փոփոխական էլեկտրամագնիսական դաշտի պտտման հարթություն) և ունեն ընդհանուր կենտրոն, որը համընկնում է տարրական մասնիկի փոփոխական էլեկտրամագնիսական դաշտի պտտման կենտրոնի հետ։

6.3 Պրոտոնի էլեկտրական դաշտը մոտակա գոտում

Իմանալով տարրական մասնիկի ներսում էլեկտրական լիցքերի մեծությունը և դրանց գտնվելու վայրը՝ հնարավոր է որոշել դրանց ստեղծած էլեկտրական դաշտը։

Պրոտոնի էլեկտրական դաշտը մոտ գոտում (r~r p), SI համակարգում, որպես վեկտորային գումար, մոտավորապես հավասար է.

Որտեղ n+ = r +/|ր + | - պրոտոնային լիցքի մոտ (1) կամ հեռավոր (2) կետից միավոր վեկտորը դիտման կետի ուղղությամբ (A), n- = r-/|ր - | - միավոր վեկտոր պրոտոնի լիցքի մոտ (1) կամ հեռավոր (2) կետից q - դիտման կետի ուղղությամբ (A), r - հեռավորությունը պրոտոնի կենտրոնից մինչև դիտակետի նախագծումը դեպի վրա. պրոտոնային հարթությունը, q + - արտաքին էլեկտրական լիցք +1,25e, q - - ներքին էլեկտրական լիցք -0,25e, վեկտորները ընդգծված են թավ, ε 0 - էլեկտրական հաստատուն, z - դիտակետի բարձրությունը (A) (հեռավորությունը դիտման կետ դեպի պրոտոնային հարթություն), r 0 - նորմալացման պարամետր: (GHS համակարգում բազմապատկիչ չկա: SI Multiplier):

Այս մաթեմատիկական արտահայտությունը վեկտորների գումար է և պետք է հաշվարկվի վեկտորի գումարման կանոնների համաձայն, քանի որ սա երկու բաշխված էլեկտրական լիցքերի դաշտ է (+1,25e և -0,25e): Առաջին և երրորդ տերմինները համապատասխանում են լիցքերի մոտակա կետերին, երկրորդը և չորրորդը՝ հեռավորներին։ Այս մաթեմատիկական արտահայտությունը չի գործում պրոտոնի ներքին (օղակային) տարածաշրջանում, որն առաջացնում է նրա հաստատուն դաշտերը (եթե միաժամանակ բավարարված են երկու պայման՝ ħ/m 0~ c):
Էլեկտրական դաշտի ներուժպրոտոնը (A) կետում մոտ գոտում (r~r p), SI համակարգում մոտավորապես հավասար է.

Այնտեղ, որտեղ r 0-ը նորմալացնող պարամետր է, որի արժեքը E բանաձեւով կարող է տարբերվել r 0-ից: (SGS համակարգում չկա SI գործակից բազմապատկիչ:) Այս մաթեմատիկական արտահայտությունը չի գործում պրոտոնի ներքին (օղակային) շրջանում: , առաջացնելով իր հաստատուն դաշտերը (երկու պայմանի միաժամանակյա կատարմամբ՝ ħ/m 0~ c
Երկու մոտ դաշտային արտահայտությունների համար r 0-ի չափաբերումը պետք է կատարվի կայուն պրոտոնային դաշտեր ստեղծող շրջանի սահմանին:

7 Պրոտոնային հանգստի զանգված

Դասական էլեկտրադինամիկայի և Էյնշտեյնի բանաձևի համաձայն՝ L>0 քվանտային թվով տարրական մասնիկների մնացած զանգվածը, ներառյալ պրոտոնը, սահմանվում է որպես դրանց էլեկտրամագնիսական դաշտերի էներգիայի համարժեք.

որտեղ որոշակի ինտեգրալը վերցված է տարրական մասնիկի ողջ էլեկտրամագնիսական դաշտի վրա, E-ն էլեկտրական դաշտի ուժգնությունն է, H-ը՝ մագնիսական դաշտի ուժգնությունը։ Այստեղ հաշվի են առնվում էլեկտրամագնիսական դաշտի բոլոր բաղադրիչները՝ մշտական ​​էլեկտրական դաշտ, հաստատուն մագնիսական դաշտ, փոփոխական էլեկտրամագնիսական դաշտ։ Այս փոքրիկ, բայց շատ ֆիզիկապես տարողունակ բանաձևը, որի հիման վրա ստացվում են տարրական մասնիկների գրավիտացիոն դաշտի հավասարումները, կուղարկի մեկից ավելի հեքիաթային «տեսություն» դեպի ջարդոն, այդ իսկ պատճառով դրանց հեղինակներից ոմանք ատում եմ դա.

Ինչպես հետևում է վերը նշված բանաձևից. Պրոտոնի մնացած զանգվածի արժեքը կախված է այն պայմաններից, որոնցում գտնվում է պրոտոնը. Այսպիսով, տեղադրելով պրոտոն մշտական ​​արտաքին էլեկտրական դաշտում (օրինակ՝ ատոմային միջուկ), մենք կազդենք E 2-ի վրա, որը կազդի պրոտոնի զանգվածի և նրա կայունության վրա։ Նմանատիպ իրավիճակ կառաջանա, երբ պրոտոնը տեղադրվի մշտական ​​մագնիսական դաշտում: Հետևաբար, ատոմային միջուկի ներսում պրոտոնի որոշ հատկություններ տարբերվում են վակուումում գտնվող ազատ պրոտոնի նույն հատկություններից, դաշտերից հեռու։

8 Պրոտոնի կյանքի տևողությունը

Ֆիզիկայի կողմից հաստատված պրոտոնի կյանքի տևողությունը համապատասխանում է ազատ պրոտոնին:

Տարրական մասնիկների դաշտի տեսությունը նշում է, որ տարրական մասնիկի կյանքի տևողությունը կախված է այն պայմաններից, որոնցում այն ​​գտնվում է. Պրոտոն դնելով արտաքին դաշտում (օրինակ՝ էլեկտրական), մենք փոխում ենք նրա էլեկտրամագնիսական դաշտում պարունակվող էներգիան։ Դուք կարող եք ընտրել արտաքին դաշտի նշանը, որպեսզի պրոտոնի ներքին էներգիան մեծանա։ Հնարավոր է ընտրել արտաքին դաշտի ուժի այնպիսի արժեք, որ պրոտոնի համար հնարավոր լինի քայքայվել նեյտրոնի, պոզիտրոնի և էլեկտրոնային նեյտրինոյի, և, հետևաբար, պրոտոնը դառնում է անկայուն: Սա հենց այն է, ինչ նկատվում է ատոմային միջուկներում, որոնցում հարևան պրոտոնների էլեկտրական դաշտը առաջացնում է միջուկի պրոտոնի քայքայումը: Երբ լրացուցիչ էներգիա է ներմուծվում միջուկ, պրոտոնի քայքայումը կարող է սկսվել արտաքին դաշտի ավելի ցածր ուժով:

Հետաքրքիր մի առանձնահատկություն․ ատոմային միջուկում պրոտոնի քայքայման ժամանակ, միջուկի էլեկտրամագնիսական դաշտում, էլեկտրամագնիսական դաշտի էներգիայից ծնվում է պոզիտրոն՝ «նյութից» (պրոտոն), «հականյութ» (պոզիտրոն) !!! և սա ոչ մեկին չի զարմացնում։

9 Ճշմարտությունը ստանդարտ մոդելի մասին

Այժմ եկեք ծանոթանանք այն տեղեկատվությանը, որ Ստանդարտ մոդելի կողմնակիցները թույլ չեն տա հրապարակել «քաղաքական ճիշտ» կայքերում (օրինակ՝ համաշխարհային Վիքիպեդիայում), որոնցում Նոր Ֆիզիկայի հակառակորդները կարող են անխնա ջնջել (կամ խեղաթյուրել) կողմնակիցների տվյալները։ Նոր ֆիզիկայի, որի արդյունքում ՃՇՄԱՐՏՈՒԹՅՈՒՆԸ դարձել է քաղաքականության զոհ.

1964 թվականին Գելմանը և Ցվայգը ինքնուրույն առաջարկեցին քվարկների գոյության վարկածը, որոնցից, նրանց կարծիքով, կազմված են հադրոնները։ Նոր մասնիկներն օժտված են եղել բնության մեջ գոյություն չունեցող կոտորակային էլեկտրական լիցքով։
Լեպտոնները ՉԵՆ տեղավորվում այս Quark մոդելի մեջ, որը հետագայում վերածվեց Ստանդարտ մոդելի և հետևաբար ճանաչվեցին որպես իսկապես տարրական մասնիկներ:
Հադրոնում քվարկների կապը բացատրելու համար ենթադրվում էր բնության մեջ ուժեղ փոխազդեցության և դրա կրիչների՝ գլյուոնների առկայությունը։ Գլուոնները, ինչպես և սպասվում էր Քվանտային տեսության մեջ, օժտված էին միավորային սպինով, մասնիկի և հակամասնիկի նույնությամբ և զրոյական հանգստի զանգվածով, ինչպես ֆոտոնը:
Իրականում բնության մեջ կա ոչ թե հիպոթետիկ քվարկների ուժեղ փոխազդեցություն, այլ նուկլոնների միջուկային ուժեր, և դրանք տարբեր հասկացություններ են։

Անցել է 50 տարի։ Բնության մեջ քվարկներ երբեք չգտնվեցին, և մեզ համար հորինվեց մաթեմատիկական մի նոր հեքիաթ, որը կոչվում է «Պաշպանություն»: Մտածող մարդը հեշտությամբ կարող է դրանում տեսնել բնության հիմնարար օրենքի՝ էներգիայի պահպանման օրենքի բացահայտ անտեսում: Բայց մտածող մարդը դա կանի, և հեքիաթասացները ստացան իրենց հարմար պատրվակ։

Բնության մեջ գլյուոններ նույնպես ՉԵՆ հայտնաբերվել։ Փաստն այն է, որ միայն վեկտորային մեզոնները (և մեզոնների գրգռված վիճակներից ևս մեկը) կարող են ունենալ միավոր սպին բնության մեջ, բայց յուրաքանչյուր վեկտորային մեզոն ունի հակամասնիկ: - Ահա թե ինչու վեկտորային մեզոնները հարմար թեկնածուներ չեն «գլյուոնների» համար. Մեզոնների առաջին ինը գրգռված վիճակները մնում են, բայց դրանցից 2-ը հակասում են հենց Ստանդարտ մոդելին, և Ստանդարտ մոդելը չի ​​ճանաչում դրանց գոյությունը բնության մեջ, իսկ մնացածը լավ ուսումնասիրված են ֆիզիկայի կողմից, և դրանք հնարավոր չի լինի փոխանցել։ որպես առասպելական գլյուոններ: Կա մեկ վերջին տարբերակ՝ զույգ լեպտոնների (մյուոններ կամ տաու լեպտոններ) կապված վիճակի փոխանցումը որպես գլյուոն, բայց նույնիսկ դա կարելի է հաշվարկել քայքայման ժամանակ:

Այսպիսով, Բնության մեջ նույնպես չկան գլյուոններ, ինչպես որ բնության մեջ չկան քվարկներ և հորինված ուժեղ փոխազդեցություն։.
Դուք կարծում եք, որ Ստանդարտ մոդելի կողմնակիցները դա չեն հասկանում, նրանք դեռ հասկանում են, բայց պարզապես հիվանդագին է խոստովանել այն, ինչ անում են տասնամյակներ շարունակ: Ահա թե ինչու մենք տեսնում ենք նոր մաթեմատիկական հեքիաթներ (լարերի «տեսություն» և այլն):

10 Նոր ֆիզիկա. Պրոտոն - ամփոփում

Հոդվածի հիմնական մասում ես մանրամասն չխոսեցի հեքիաթային քվարկների մասին (հեքիաթային գլյուոններով), քանի որ դրանք բնության մեջ ՉԵՆ և իմաստ չունի գլուխդ հեքիաթներով լցնել (անտեղի) և առանց հիմնական տարրերի. հիմքը՝ քվարկներ գլյուոններով, ստանդարտ մոդելը փլուզվեց.

Դուք կարող եք անտեսել էլեկտրամագնիսականության տեղը բնության մեջ այնքան ժամանակ, որքան ցանկանում եք (դիմավորելով այն ամեն քայլափոխի. լույս, ջերմային ճառագայթում, էլեկտրականություն, հեռուստատեսություն, ռադիո, հեռախոսային հաղորդակցություն, ներառյալ բջջային, ինտերնետ, առանց որի մարդկությունը չէր իմանա. Դաշտի տեսության տարրական մասնիկների գոյությունը, ...), և շարունակում են հորինել նոր հեքիաթներ՝ փոխարինելու սնանկացածներին՝ դրանք որպես գիտություն փոխանցելով. Դուք կարող եք, ավելի լավ օգտագործման արժանի համառությամբ, շարունակել կրկնել ստանդարտ մոդելի և քվանտային տեսության անգիր արված ՀԵՔԻԱԹՆԵՐԸ. բայց բնության մեջ էլեկտրամագնիսական դաշտերը եղել են, կան, կլինեն և կարող են շատ լավ անել առանց հեքիաթային վիրտուալ մասնիկների, ինչպես նաև էլեկտրամագնիսական դաշտերի կողմից ստեղծված գրավիտացիայի, բայց հեքիաթներն ունեն ծննդյան ժամանակ և ժամանակ, երբ դադարում են ազդել մարդկանց վրա: Ինչ վերաբերում է բնությանը, ապա նա Թքած ունի հեքիաթների կամ մարդու գրական որևէ այլ գործունեության վրա, նույնիսկ եթե ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակը շնորհվի դրանց համար։ Բնությունը կառուցված է այնպես, ինչպես կառուցված է, և ՖԻԶԻԿԱ-ԳԻՏՈՒԹՅԱՆ խնդիրն այն հասկանալն ու նկարագրելն է:

Այժմ ձեր առջեւ բացվել է մի նոր աշխարհ՝ դիպոլային դաշտերի աշխարհը, որի գոյության մասին 20-րդ դարի ֆիզիկան նույնիսկ չէր էլ կասկածում։ Դուք տեսաք, որ պրոտոնն ունի ոչ թե մեկ, այլ երկու էլեկտրական լիցք (արտաքին և ներքին) և երկու համապատասխան էլեկտրական շառավիղ։ Դուք տեսաք, թե ինչից է բաղկացած պրոտոնի մնացած զանգվածը, և որ երևակայական Հիգսի բոզոնը չի աշխատում (Նոբելյան կոմիտեի որոշումները դեռ բնության օրենքներ չեն...): Ավելին, զանգվածի մեծությունը և կյանքի տևողությունը կախված են այն դաշտերից, որոնցում գտնվում է պրոտոնը։ Միայն այն պատճառով, որ ազատ պրոտոնը կայուն է, չի նշանակում, որ այն կայուն կմնա միշտ և ամենուր (ատոմների միջուկներում նկատվում են պրոտոնների քայքայում): Այս ամենը դուրս է գալիս այն հասկացություններից, որոնք գերակշռում էին ֆիզիկայում քսաներորդ դարի երկրորդ կեսին։ - 21-րդ դարի ֆիզիկա - Նոր ֆիզիկան տեղափոխվում է նյութի իմացության նոր մակարդակ, և մեզ սպասում են նոր հետաքրքիր բացահայտումներ։

Վլադիմիր Գորունովիչ

Ջրածին, տարր, որն ունի ամենապարզ կառուցվածքը։ Այն ունի դրական լիցք և գրեթե անսահմանափակ կյանք: Այն Տիեզերքի ամենակայուն մասնիկն է։ Մեծ պայթյունի արտադրած պրոտոնները դեռ չեն քայքայվել։ Պրոտոնի զանգվածը 1,627*10-27 կգ կամ 938,272 էՎ է։ Ավելի հաճախ այս արժեքը արտահայտվում է էլեկտրոնվոլտներով։

Պրոտոնը հայտնաբերել է միջուկային ֆիզիկայի «հայրը»՝ Էռնեստ Ռադերֆորդը։ Նա առաջ քաշեց այն վարկածը, որ բոլոր քիմիական տարրերի ատոմների միջուկները բաղկացած են պրոտոններից, քանի որ դրանց զանգվածը ամբողջ թվով անգամ գերազանցում է ջրածնի ատոմի միջուկը։ Ռադերֆորդը հետաքրքիր փորձ կատարեց. Այդ ժամանակ արդեն հայտնաբերվել էր որոշ տարրերի բնական ռադիոակտիվությունը։ Օգտագործելով ալֆա ճառագայթումը (ալֆա մասնիկները հելիումի բարձր էներգիայի միջուկներ են), գիտնականը ճառագայթել է ազոտի ատոմները։ Այս փոխազդեցության արդյունքում մի մասնիկ դուրս թռավ։ Ռադերֆորդը ենթադրեց, որ դա պրոտոն է: Հետագա փորձերը Ուիլսոնի պղպջակների պալատում հաստատեցին նրա ենթադրությունը: Այսպիսով, 1913 թվականին հայտնաբերվեց նոր մասնիկ, սակայն միջուկի կազմության մասին Ռադերֆորդի վարկածը պարզվեց, որ անհիմն էր:

Նեյտրոնի հայտնաբերում

Մեծ գիտնականն իր հաշվարկներում սխալ է գտել և վարկած է առաջ քաշել մեկ այլ մասնիկի գոյության մասին, որը միջուկի մաս է կազմում և ունի գրեթե նույն զանգվածը, ինչ պրոտոնը։ Փորձնականորեն նա չկարողացավ դա հայտնաբերել։

Դա արվել է 1932 թվականին անգլիացի գիտնական Ջեյմս Չեդվիքի կողմից։ Նա փորձ է անցկացրել, որտեղ նա ռմբակոծել է բերիլիումի ատոմները բարձր էներգիայի ալֆա մասնիկներով։ Միջուկային ռեակցիայի արդյունքում բերիլիումի միջուկից մի մասնիկ արտանետվեց, որը հետագայում կոչվեց նեյտրոն։ Իր հայտնագործության համար Չեդվիկը երեք տարի անց ստացավ Նոբելյան մրցանակ։

Նեյտրոնի զանգվածը իսկապես քիչ է տարբերվում պրոտոնի զանգվածից (1,622 * 10-27 կգ), բայց այս մասնիկը լիցք չունի։ Այս առումով այն չեզոք է և միևնույն ժամանակ ընդունակ է առաջացնել ծանր միջուկների տրոհում։ Լիցքի բացակայության պատճառով նեյտրոնը հեշտությամբ կարող է անցնել բարձր Կուլոնյան պոտենցիալ պատնեշով և ներթափանցել միջուկի կառուցվածքի մեջ։

Պրոտոնը և նեյտրոնն ունեն քվանտային հատկություններ (դրանք կարող են դրսևորել մասնիկների և ալիքների հատկություններ): Նեյտրոնային ճառագայթումը օգտագործվում է բժշկական նպատակներով։ Բարձր ներթափանցման ունակությունը թույլ է տալիս այս ճառագայթմանը իոնացնել խորը տեղավորված ուռուցքները և այլ չարորակ գոյացությունները և հայտնաբերել դրանք: Այս դեպքում մասնիկների էներգիան համեմատաբար ցածր է։

Նեյտրոնը, ի տարբերություն պրոտոնի, անկայուն մասնիկ է։ Նրա կյանքի տևողությունը մոտ 900 վայրկյան է: Այն քայքայվում է պրոտոնի, էլեկտրոնի և էլեկտրոնային նեյտրինոյի:

, էլեկտրամագնիսական և գրավիտացիոն

Պրոտոնները մասնակցում են ջերմամիջուկային ռեակցիաներին, որոնք աստղերի կողմից առաջացող էներգիայի հիմնական աղբյուրն են։ Մասնավորապես՝ արձագանքներ pp-ցիկլը, որը Արեգակի արտանետվող գրեթե ողջ էներգիայի աղբյուրն է, իջնում ​​է չորս պրոտոնների միացմամբ հելիում-4 միջուկի մեջ՝ երկու պրոտոնները նեյտրոնների վերածելով:

Ֆիզիկայի մեջ պրոտոնը նշվում է էջ(կամ էջ+): Պրոտոնի քիմիական անվանումը (համարվում է որպես դրական ջրածնի իոն) H + է, աստղաֆիզիկական նշանակումը՝ HII։

Բացում

Պրոտոնի հատկությունները

Պրոտոնի և էլեկտրոնային զանգվածների հարաբերակցությունը հավասար է 1836,152 673 89(17), 0,002% ճշտությամբ հավասար է 6π 5 = 1836,118 արժեքին...

Պրոտոնի ներքին կառուցվածքն առաջին անգամ փորձնականորեն ուսումնասիրվել է Ռ. Հոֆստադթերի կողմից՝ ուսումնասիրելով բարձր էներգիայի էլեկտրոնների (2 ԳեՎ) ճառագայթի բախումները պրոտոնների հետ (Ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակ 1961 թ.)։ Պրոտոնը բաղկացած է ծանր միջուկից (միջուկից)՝ սմ շառավղով, զանգվածի և լիցքի մեծ խտությամբ, կրող ≈ 35% (\displaystyle \մոտ 35\,\%)պրոտոնի էլեկտրական լիցքը և այն շրջապատող համեմատաբար հազվադեպ թաղանթ: -ից հեռավորության վրա ≈ 0 , 25 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \մոտ 0(,)25\cdot 10^(-13))նախքան ≈ 1 , 4 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \մոտ 1(,)4\cdot 10^(-13))սմ այս կեղևը հիմնականում բաղկացած է վիրտուալ ρ- և π-մեզոններից, որոնք կրում են ≈ 50% (\displaystyle \մոտ 50\,\%)պրոտոնի էլեկտրական լիցքը, այնուհետև դեպի հեռավորությունը ≈ 2 , 5 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \մոտ 2(,)5\cdot 10^(-13))սմ երկարացնում է վիրտուալ ω- և π-մեզոնների թաղանթը՝ կրելով պրոտոնի էլեկտրական լիցքի ~15%-ը:

Քվարկների կողմից ստեղծված պրոտոնի կենտրոնում ճնշումը մոտավորապես 10 35 Պա է (10 30 մթնոլորտ), այսինքն՝ ավելի բարձր, քան ճնշումը նեյտրոնային աստղերի ներսում։

Պրոտոնի մագնիսական մոմենտը չափվում է տրված միատեսակ մագնիսական դաշտում պրոտոնի մագնիսական մոմենտի պրեցեսիայի ռեզոնանսային հաճախականության և նույն դաշտում պրոտոնի շրջանաձև ուղեծրի ցիկլոտրոնային հաճախականության հարաբերությամբ։

Պրոտոնի հետ կապված կան երեք ֆիզիկական մեծություններ, որոնք ունեն երկարության չափ.

Պրոտոնի շառավիղի չափումները սովորական ջրածնի ատոմների միջոցով, որոնք իրականացվել են 1960-ականներից տարբեր մեթոդներով, հանգեցրել են (CODATA -2014) արդյունքի. 0,8751 ± 0,0061 ֆեմտոմետր(1 fm = 10 −15 մ): Մյուոնային ջրածնի ատոմների հետ առաջին փորձերը (որտեղ էլեկտրոնը փոխարինվում է մյուոնով) այս շառավղով տվել են 4%-ով փոքր արդյունք՝ 0,84184 ± 0,00067 fm։ Այս տարբերության պատճառները դեռ պարզ չեն։

Պրոտոնի այսպես կոչված թույլ լիցքը Ք w ≈ 1 − 4 sin 2 θ W, որը որոշում է նրա մասնակցությունը թույլ փոխազդեցություններին փոխանակման միջոցով Զ 0 բոզոնը (նման է, թե ինչպես է մասնիկի էլեկտրական լիցքը որոշում նրա մասնակցությունը էլեկտրամագնիսական փոխազդեցություններին՝ ֆոտոն փոխանակելով) 0,0719 ± 0,0045 է, ըստ պրոտոնների վրա բևեռացված էլեկտրոնների ցրման ժամանակ հավասարության խախտման փորձարարական չափումների։ Չափված արժեքը, փորձնական սխալի շրջանակներում, համապատասխանում է Ստանդարտ մոդելի տեսական կանխատեսումներին (0,0708 ± 0,0003):

Կայունություն

Ազատ պրոտոնը կայուն է, փորձարարական ուսումնասիրությունները նրա քայքայման նշաններ չեն հայտնաբերել (կյանքի ստորին սահմանը 2,9⋅10 29 տարի է՝ անկախ քայքայման ալիքից, 8,2⋅10 33 տարի՝ պոզիտրոնի և չեզոք պիոնի քայքայման համար, 6,6⋅։ 10 33 տարի՝ դրական մյուոնի և չեզոք պիոնի քայքայման համար): Քանի որ պրոտոնը բարիոններից ամենաթեթևն է, պրոտոնի կայունությունը բարիոնի թվի պահպանման օրենքի հետևանք է. պրոտոնը չի կարող քայքայվել որևէ ավելի թեթև մասնիկի (օրինակ՝ պոզիտրոնի և նեյտրինոյի)՝ առանց խախտելու այս օրենքը: Այնուամենայնիվ, Ստանդարտ մոդելի շատ տեսական ընդարձակումներ կանխատեսում են գործընթացներ (դեռևս չդիտարկված), որոնք կհանգեցնեն բարիոնի թվի չպահպանման և, հետևաբար, պրոտոնի քայքայմանը:

Ատոմային միջուկում կապված պրոտոնը կարող է էլեկտրոն բռնել ատոմի էլեկտրոններից K-, L- կամ M- թաղանթից (այսպես կոչված, «էլեկտրոնների գրավում»): Ատոմային միջուկի պրոտոնը, կլանելով էլեկտրոնը, վերածվում է նեյտրոնի և միաժամանակ արձակում է նեյտրինո. p+e − →+ν ե . K-, L- կամ M-շերտի «անցքը», որը ձևավորվել է էլեկտրոնների գրավման արդյունքում, լցված է ատոմի վրա գտնվող էլեկտրոնային շերտերից մեկի էլեկտրոնով, որն արձակում է ատոմային թվին համապատասխան բնորոշ ռենտգենյան ճառագայթներ: Զ− 1 և/կամ Օգեր էլեկտրոններ։ Հայտնի է 7-ից ավելի քան 1000 իզոտոպ
4-ից 262
105, քայքայվում է էլեկտրոնի գրավմամբ: Բավականաչափ բարձր հասանելի քայքայման էներգիայի դեպքում (վերևում 2մ ե գ 2 ≈ 1,022 ՄԷՎ) բացվում է մրցակցային քայքայման ալիք՝ պոզիտրոնային քայքայում p → +e ++ν ե . Հարկ է ընդգծել, որ այդ գործընթացները հնարավոր են միայն որոշ միջուկներում գտնվող պրոտոնի համար, որտեղ բացակայող էներգիան համալրվում է արդյունքում ստացված նեյտրոնի անցումով դեպի միջուկային ավելի ցածր թաղանթ. ազատ պրոտոնի համար դրանք արգելված են էներգիայի պահպանման օրենքով։

Քիմիայում պրոտոնների աղբյուր են հանդիսանում հանքային (ազոտային, ծծմբային, ֆոսֆորական և այլն) և օրգանական (մակնագույն, քացախային, օքսիդային և այլն) թթուները։ Ջրային լուծույթում թթուները կարող են տարանջատվել պրոտոնի վերացման հետ՝ առաջացնելով հիդրոնիումի կատիոն։

Գազային փուլում պրոտոնները ստացվում են իոնացման միջոցով՝ էլեկտրոնի հեռացում ջրածնի ատոմից։ Ջրածնի չգրգռված ատոմի իոնացման պոտենցիալը 13,595 էՎ է։ Երբ մոլեկուլային ջրածինը իոնացվում է արագ էլեկտրոնների միջոցով մթնոլորտային ճնշման և սենյակային ջերմաստիճանում, սկզբում ձևավորվում է ջրածնի մոլեկուլային իոնը (H 2 +)՝ ֆիզիկական համակարգ, որը բաղկացած է երկու պրոտոններից, որոնք միասին պահվում են մեկ էլեկտրոնի 1,06 հեռավորության վրա: Նման համակարգի կայունությունը, ըստ Պաուլինգի, պայմանավորված է երկու պրոտոնների միջև էլեկտրոնի ռեզոնանսով, որոնց «ռեզոնանսային հաճախականությունը» հավասար է 7·10 14 s−1: Երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է մի քանի հազար աստիճանի, ջրածնի իոնացման արտադրանքի բաղադրությունը փոխվում է հօգուտ պրոտոնների՝ H +:

Դիմում

տես նաեւ

Նշումներ

1. http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt Հիմնական ֆիզիկական հաստատուններ --- Ամբողջական ցուցակ
2. CODATA արժեքը՝ պրոտոնային զանգված
3. CODATA արժեքը. պրոտոնի զանգվածը u-ում
4. Ահմեդ Ս. et al. (2004): «Սադբերի նեյտրինո աստղադիտարանի անտեսանելի ռեժիմների միջոցով նուկլեոնի քայքայման սահմանափակումները»: Ֆիզիկական վերանայման նամակներ. 92 (10): 102004. arXiv: hep-ex/0310030. Bibcode:2004PhRvL..92j2004A. DOI:10.1103/PhysRevLett.92.102004. PMID.
5. CODATA արժեքը. պրոտոնի զանգվածի էներգիայի համարժեք ՄԷՎ-ում
6. CODATA արժեքը. պրոտոն-էլեկտրոն զանգվածի հարաբերակցությունը
7. , Հետ. 67.
8. Հոֆստադթեր Պ.Միջուկների և նուկլոնների կառուցվածքը // Ֆիզ. - 1963. - T. 81, No 1. - P. 185-200: - ISSN. - URL՝ http://ufn.ru/ru/articles/1963/9/e/
9. Շչելկին Կ.Ի.Վիրտուալ գործընթացները և նուկլեոնի կառուցվածքը // Միկրոաշխարհի ֆիզիկա - Մ.: Ատոմիզդատ, 1965 թ. - էջ 75:
10. Ժդանով Գ.Բ.Էլաստիկ ցրում, ծայրամասային փոխազդեցություններ և ռեզոնանսներ // Բարձր էներգիայի մասնիկներ. Բարձր էներգիաները տիեզերքում և լաբորատորիաներում - M.: Nauka, 1965. - P. 132:
11. Burkert V. D., Elouadrhiri L., Girod F. X.Պրոտոնի ներսում ճնշման բաշխումը // Բնություն. - 2018. - Մայիս (հատոր 557, հ.7705). - P. 396-399. - DOI:10.1038/s41586-018-0060-z.
12. Բեթե, Գ., Մորիսոն Ֆ.Միջուկի տարրական տեսություն. - M: IL, 1956. - P. 48: