Masa protonike. Kush dhe kur zbuloi protonin dhe neutronin

Protonet marrin pjesë në reaksionet termonukleare, të cilat janë burimi kryesor i energjisë së prodhuar nga yjet. Në veçanti, reagimet fq-cikli, i cili është burimi i pothuajse të gjithë energjisë së emetuar nga Dielli, zbret në kombinimin e katër protoneve në një bërthamë helium-4 me shndërrimin e dy protoneve në neutrone.

Në fizikë, protoni shënohet fq(ose fq+). Emërtimi kimik i protonit (i konsideruar si jon hidrogjeni pozitiv) është H +, emërtimi astrofizik është HII.

Hapja [ | ]

Vetitë e protonit[ | ]

Raporti i masës së protonit dhe elektronit, i barabartë me 1836,152 673 89(17), me një saktësi prej 0,002% është i barabartë me vlerën 6π 5 = 1836,118...

Struktura e brendshme e protonit u studiua fillimisht eksperimentalisht nga R. Hofstadter duke studiuar përplasjet e një tufe elektronesh me energji të lartë (2 GeV) me protonet (Çmimi Nobel në Fizikë 1961). Protoni përbëhet nga një bërthamë e rëndë (bërthamë) me një rreze prej cm, me një densitet të lartë të masës dhe ngarkesës, që mbart ≈ 35% (\displaystyle \afërsisht 35\%) ngarkesa elektrike e protonit dhe guaska relativisht e rrallë që e rrethon atë. Në një distancë nga ≈ 0, 25 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \afërsisht 0,25\cdot 10^(-13)) para ≈ 1 , 4 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \afërsisht 1.4\cdot 10^(-13)) cm kjo guaskë përbëhet kryesisht nga mesonet virtuale ρ - dhe π - që mbartin ≈ 50% (\displaystyle \afërsisht 50\%) ngarkesa elektrike e protonit, pastaj në distancë ≈ 2, 5 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \afërsisht 2,5\cdot 10^(-13)) cm shtrihet një guaskë e mesoneve virtuale ω - dhe π -, që mbajnë ~ 15% të ngarkesës elektrike të protonit.

Presioni në qendër të protonit të krijuar nga kuarkët është rreth 10 35 Pa (10 30 atmosfera), domethënë më i lartë se presioni brenda yjeve neutron.

Momenti magnetik i një protoni matet duke matur raportin e frekuencës rezonante të precesionit të momentit magnetik të protonit në një fushë të caktuar magnetike uniforme dhe frekuencës së ciklotronit të orbitës rrethore të protonit në të njëjtën fushë.

Ekzistojnë tre sasi fizike të lidhura me një proton që kanë dimensionin e gjatësisë:

Matjet e rrezes së protonit duke përdorur atome të zakonshme të hidrogjenit, të kryera me metoda të ndryshme që nga vitet 1960, çuan (CODATA -2014) në rezultatin 0,8751 ± 0,0061 femtometër(1 fm = 10 −15 m). Eksperimentet e para me atomet e hidrogjenit muonik (ku elektroni zëvendësohet nga një muon) dhanë një rezultat 4% më të vogël për këtë rreze: 0,84184 ± 0,00067 fm. Arsyet për këtë dallim janë ende të paqarta.

I ashtuquajturi proton P w ≈ 1 − 4 sin 2 θ W, e cila përcakton pjesëmarrjen e saj në ndërveprime të dobëta përmes shkëmbimit Z 0 bozoni (i ngjashëm me mënyrën se si ngarkesa elektrike e një grimce përcakton pjesëmarrjen e saj në ndërveprimet elektromagnetike duke shkëmbyer një foton) është 0,0719 ± 0,0045, sipas matjeve eksperimentale të shkeljes së barazisë gjatë shpërndarjes së elektroneve të polarizuara në protone. Vlera e matur është në përputhje, brenda gabimit eksperimental, me parashikimet teorike të Modelit Standard (0.0708 ± 0.0003).

Stabiliteti [ | ]

Protoni i lirë është i qëndrueshëm, studimet eksperimentale nuk kanë zbuluar asnjë shenjë të kalbjes së tij (kufiri më i ulët i jetëgjatësisë është 2,9⋅10 29 vjet pavarësisht nga kanali i zbërthimit, 8,2⋅10 33 vjet për zbërthimin në një pozitron dhe pion neutral, 6,6⋅ 10 33 vjet për zbërthimin në një muon pozitiv dhe një pion neutral). Meqenëse protoni është më i lehtë nga barionet, qëndrueshmëria e protonit është pasojë e ligjit të ruajtjes së numrit të barionit - një proton nuk mund të kalbet në ndonjë grimcë më të lehtë (për shembull, në një pozitron dhe neutrino) pa shkelur këtë ligj. Megjithatë, shumë zgjerime teorike të Modelit Standard parashikojnë procese (ende të pavëzhguara) që do të rezultonin në moskonservim të numrit të barionit dhe rrjedhimisht në zbërthimin e protonit.

Një proton i lidhur në një bërthamë atomike është i aftë të kapë një elektron nga elektroni K-, L- ose M-predha e atomit (e ashtuquajtura "kapje e elektroneve"). Një proton i bërthamës atomike, pasi ka thithur një elektron, kthehet në një neutron dhe njëkohësisht lëshon një neutrino: p+e − →+ν e . Një "vrimë" në shtresën K-, L- ose M e formuar nga kapja e elektroneve është e mbushur me një elektron nga një prej shtresave elektronike mbivendosje të atomit, duke lëshuar rreze X karakteristike që korrespondojnë me numrin atomik. Z− 1, dhe/ose elektrone Auger. Janë të njohura mbi 1000 izotope nga 7
4 deri në 262
105, duke u zbërthyer nga kapja e elektroneve. Me energji të kalbjes mjaftueshëm të larta të disponueshme (sipër 2m e c 2 ≈ 1.022 MeV) hapet një kanal konkurrues i zbërthimit - zbërthimi i pozitronit p → +e ++ν e . Duhet të theksohet se këto procese janë të mundshme vetëm për një proton në disa bërthama, ku energjia që mungon plotësohet nga kalimi i neutronit që rezulton në një guaskë bërthamore më të ulët; për një proton të lirë ato janë të ndaluara nga ligji i ruajtjes së energjisë.

Burimi i protoneve në kimi janë acidet minerale (nitrik, sulfurik, fosforik dhe të tjerë) dhe organikë (formik, acetik, oksalik dhe të tjerë). Në një tretësirë ujore, acidet janë të afta të shpërndahen me eliminimin e një protoni, duke formuar një kation hidronium.

Në fazën e gazit, protonet merren nga jonizimi - heqja e një elektroni nga një atom hidrogjeni. Potenciali jonizues i një atomi hidrogjeni të pangacmuar është 13.595 eV. Kur hidrogjeni molekular jonizohet nga elektrone të shpejta në presionin atmosferik dhe temperaturën e dhomës, fillimisht formohet joni molekular i hidrogjenit (H 2 +) - një sistem fizik i përbërë nga dy protone të mbajtur së bashku në një distancë prej 1.06 me një elektron. Stabiliteti i një sistemi të tillë, sipas Pauling, shkaktohet nga rezonanca e një elektroni midis dy protoneve me një "frekuencë rezonance" të barabartë me 7·10 14 s -1. Kur temperatura rritet në disa mijëra gradë, përbërja e produkteve të jonizimit të hidrogjenit ndryshon në favor të protoneve - H +.

Aplikacion [ | ]

Rrezet e protoneve të përshpejtuara përdoren në fizikën eksperimentale të grimcave elementare (studimi i proceseve të shpërndarjes dhe prodhimi i rrezeve të grimcave të tjera), në mjekësi (terapia me proton për kancerin).

Shiko gjithashtu [ | ]

Shënime [ | ]

http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt Konstantet themelore fizike --- Listimi i plotë
Vlera e CODATA: masa protonike
Vlera e CODATA: masa e protonit në u
Ahmed S.; et al. (2004). "Kufizimet në zbërthimin e nukleonit nëpërmjet mënyrave të padukshme nga Observatori Neutrino Sudbury." Letrat e rishikimit fizik. 92 (10): 102004. arXiv: hep-ex/0310030. Bibcode:2004PhRvL..92j2004A. DOI:10.1103/PhysRevLett.92.102004. PMID.
Vlera e CODATA: energjia e masës së protonit ekuivalent në MeV
Vlera e CODATA: raporti masiv proton-elektron
, Me. 67.
Hofstadter P. Struktura e bërthamave dhe nukleoneve // Fiz. - 1963. - T. 81, nr 1. - F. 185-200. - ISSN. - URL: http://ufn.ru/ru/articles/1963/9/e/
Shchelkin K. I. Proceset virtuale dhe struktura e nukleonit // Fizika e Mikrobotës - M.: Atomizdat, 1965. - F. 75.
Shpërndarja elastike, ndërveprimet periferike dhe rezonancat // Grimcat me energji të lartë. Energjitë e larta në hapësirë dhe laboratorë - M.: Nauka, 1965. - F. 132.

PËRKUFIZIM

Protoni quhet një grimcë e qëndrueshme që i përket klasës së hadroneve, e cila është bërthama e një atomi hidrogjeni.

Shkencëtarët nuk pajtohen se cila ngjarje shkencore duhet të konsiderohet zbulimi i protonit. Një rol të rëndësishëm në zbulimin e protonit luajtën:

krijimi i një modeli planetar të atomit nga E. Rutherford;
zbulimi i izotopeve nga F. Soddy, J. Thomson, F. Aston;
vrojtimet e sjelljes së bërthamave të atomeve të hidrogjenit kur ato rrëzohen nga grimcat alfa nga bërthamat e azotit nga E. Rutherford.

Fotografitë e para të gjurmëve të protonit u morën nga P. Blackett në një dhomë reje, ndërsa studionte proceset e transformimit artificial të elementeve. Blackett studioi procesin e kapjes së grimcave alfa nga bërthamat e azotit. Në këtë proces, një proton u emetua dhe bërthama e azotit u shndërrua në një izotop të oksigjenit.

Protonet, së bashku me neutronet, janë pjesë e bërthamave të të gjithë elementëve kimikë. Numri i protoneve në bërthamë përcakton numrin atomik të elementit në tabelën periodike D.I. Mendelejevi.

Një proton është një grimcë e ngarkuar pozitivisht. Ngarkesa e saj është e barabartë në madhësi me ngarkesën elementare, domethënë vlerën e ngarkesës së elektronit. Ngarkesa e një protoni shpesh shënohet si , atëherë mund të shkruajmë se:

Aktualisht besohet se protoni nuk është një grimcë elementare. Ajo ka një strukturë komplekse dhe përbëhet nga dy kuarkë u dhe një d-kuark. Ngarkesa elektrike e një u-kuark () është pozitive dhe është e barabartë me

Ngarkesa elektrike e një kuarku d () është negative dhe e barabartë me:

Kuarkët lidhin shkëmbimin e gluoneve, të cilat janë kuante fushore; ata durojnë ndërveprim të fortë. Fakti që protonet kanë disa qendra shpërndarjeje pikash në strukturën e tyre konfirmohet nga eksperimentet mbi shpërndarjen e elektroneve nga protonet.

Protoni ka një madhësi të kufizuar, për të cilën shkencëtarët ende po debatojnë. Aktualisht, protoni përfaqësohet si një re që ka një kufi të paqartë. Një kufi i tillë përbëhet nga grimca virtuale që shfaqen vazhdimisht dhe asgjësohen. Por në shumicën e problemeve të thjeshta, një proton, natyrisht, mund të konsiderohet një ngarkesë pikë. Masa e mbetur e një protoni () është afërsisht e barabartë me:

Masa e një protoni është 1836 herë më e madhe se masa e një elektroni.

Protonet marrin pjesë në të gjitha ndërveprimet themelore: ndërveprimet e forta bashkojnë protonet dhe neutronet në bërthama, elektronet dhe protonet bashkohen në atome duke përdorur ndërveprime elektromagnetike. Si një ndërveprim i dobët, mund të citojmë, për shembull, zbërthimin beta të një neutroni (n):

ku p është proton; - elektron; - antineutrino.

Zbërthimi i protonit nuk është marrë ende. Ky është një nga problemet e rëndësishme moderne të fizikës, pasi ky zbulim do të ishte një hap i rëndësishëm për të kuptuar unitetin e forcave të natyrës.

Shembuj të zgjidhjes së problemeve

SHEMBULL 1

Ushtrimi

Bërthamat e atomit të natriumit bombardohen me protone. Sa është forca e zmbrapsjes elektrostatike të një protoni nga bërthama e një atomi nëse protoni është në një distancë

m. Konsideroni se ngarkesa e bërthamës së një atomi natriumi është 11 herë më e madhe se ngarkesa e një protoni. Ndikimi i shtresës elektronike të atomit të natriumit mund të injorohet.

Zgjidhje

Si bazë për zgjidhjen e problemit, ne do të marrim ligjin e Kulombit, i cili mund të shkruhet për problemin tonë (duke supozuar se grimcat janë si pika) si më poshtë:

ku F është forca e bashkëveprimit elektrostatik të grimcave të ngarkuara; Cl është ngarkesa e protonit; - ngarkesa e bërthamës së atomit të natriumit; - konstanta dielektrike e vakumit; - konstante elektrike. Duke përdorur të dhënat që kemi, ne mund të llogarisim forcën e kërkuar repulsive:

Përgjigju

SHEMBULL 2

Ushtrimi

Duke marrë parasysh modelin më të thjeshtë të atomit të hidrogjenit, besohet se elektroni lëviz në një orbitë rrethore rreth protonit (bërthama e atomit të hidrogjenit). Sa është shpejtësia e një elektroni nëse rrezja e orbitës së tij është m?

Zgjidhje

Le të shqyrtojmë forcat (Fig. 1) që veprojnë në një elektron që lëviz në një rreth. Kjo është forca e tërheqjes nga protoni. Sipas ligjit të Kulombit, ne shkruajmë se vlera e tij është e barabartë me ():

ku =— ngarkesa elektronike; - ngarkesa protonike; - konstante elektrike. Forca e tërheqjes ndërmjet një elektroni dhe një protoni në çdo pikë në orbitën e elektronit drejtohet nga elektroni në proton përgjatë rrezes së rrethit.

Proton (grimcë elementare)

Teoria e fushës së grimcave elementare, që vepron në kuadrin e SHKENCËS, bazohet në një themel të provuar nga FIZIKA:

Elektrodinamika klasike,
Mekanika kuantike (pa grimca virtuale që kundërshtojnë ligjin e ruajtjes së energjisë),
Ligjet e ruajtjes janë ligjet themelore të fizikës.

Ky është ndryshimi themelor midis qasjes shkencore të përdorur nga teoria e fushës së grimcave elementare - një teori e vërtetë duhet të funksionojë rreptësisht brenda ligjeve të natyrës: kjo është SHKENCA.

Përdorimi i grimcave elementare që nuk ekzistojnë në natyrë, shpikja e ndërveprimeve themelore që nuk ekzistojnë në natyrë, ose zëvendësimi i ndërveprimeve ekzistuese në natyrë me ato përrallore, injorimi i ligjeve të natyrës, përfshirja në manipulime matematikore me to (duke krijuar pamjen e shkencës) - kjo është pjesa e përrallave të kaluara si shkencë. Si rezultat, fizika rrëshqiti në botën e përrallave matematikore. Personazhet e përrallave të Modelit Standard (kuarkë me gluone), së bashku me gravitonët përrallor dhe përrallat e "Teorisë Kuantike", kanë depërtuar tashmë në tekstet e fizikës - dhe po mashtrojnë fëmijët, duke i kaluar përrallat matematikore si realitet. Mbështetësit e Fizikës së Re të ndershme u përpoqën t'i rezistonin kësaj, por forcat nuk ishin të barabarta. Dhe kështu ishte deri në vitin 2010, para ardhjes së teorisë së fushës së grimcave elementare, kur lufta për ringjalljen e FIZIKË-SHKENCËS kaloi në nivelin e konfrontimit të hapur midis teorisë së mirëfilltë shkencore dhe përrallave matematikore që rrëmbyen fuqinë në fizikën e mikrobota (dhe jo vetëm).

Por njerëzimi nuk do të kishte ditur për arritjet e Fizikës së Re pa internetin, motorët e kërkimit dhe aftësinë për të thënë lirshëm të vërtetën në faqet e faqes. Sa për botimet që fitojnë para nga shkenca, kush i lexon sot për para kur është e mundur të merret shpejt dhe lirisht informacioni i kërkuar në internet.

1 Një proton është një grimcë elementare
2 Kur fizika mbeti shkencë
3 Protoni në fizikë
4 Rrezja e protonit
5 Momenti magnetik i një protoni
6 Fusha elektrike e një protoni

Ernest Rutherford në vitin 1919, duke rrezatuar bërthamat e azotit me grimca alfa, vëzhgoi formimin e bërthamave të hidrogjenit. Rutherford e quajti grimcën që rezulton nga përplasja një proton. Fotografitë e para të gjurmëve të protonit në një dhomë reje u bënë në vitin 1925 nga Patrick Blackett. Por vetë jonet e hidrogjenit (të cilët janë protone) ishin të njohur shumë kohë përpara eksperimenteve të Rutherford.
Sot, në shekullin e 21-të, fizika mund të thotë shumë më tepër për protonet.

1 Protoni është një grimcë elementare

Idetë e fizikës për strukturën e protonit ndryshuan me zhvillimin e fizikës.
Fizika fillimisht e konsideroi protonin si një grimcë elementare deri në vitin 1964, kur GellMann dhe Zweig propozuan në mënyrë të pavarur hipotezën e kuarkut.

Fillimisht, modeli i kuarkut i hadroneve ishte i kufizuar në vetëm tre kuarkë hipotetikë dhe antigrimcat e tyre. Kjo bëri të mundur përshkrimin e saktë të spektrit të grimcave elementare të njohura në atë kohë, pa marrë parasysh leptonet, të cilat nuk përshtateshin në modelin e propozuar dhe për këtë arsye u njohën si elementare, së bashku me kuarkët. Çmimi për këtë ishte futja e ngarkesave elektrike të pjesshme që nuk ekzistojnë në natyrë. Më pas, ndërsa fizika u zhvillua dhe të dhëna të reja eksperimentale u bënë të disponueshme, modeli i kuarkut gradualisht u rrit dhe u transformua, duke u bërë përfundimisht Modeli Standard.

Fizikanët kanë kërkuar me zell për grimca të reja hipotetike. Kërkimi për kuarke u krye në rrezet kozmike, në natyrë (pasi ngarkesa e tyre elektrike e pjesshme nuk mund të kompensohet) dhe në përshpejtuesit.
Kaluan dekada, fuqia e përshpejtuesve u rrit dhe rezultati i kërkimit për kuarke hipotetike ishte gjithmonë i njëjtë: Kuarkët NUK gjenden në natyrë.

Duke parë perspektivën e vdekjes së modelit të kuarkut (dhe më pas të modelit Standard), mbështetësit e tij kompozuan dhe ia dhuruan njerëzimit një përrallë se gjurmët e kuarkut u vunë re në disa eksperimente. - Është e pamundur të verifikohet ky informacion - të dhënat eksperimentale përpunohen duke përdorur Modelin Standard, dhe ai gjithmonë do të japë diçka siç i nevojitet. Historia e fizikës njeh shembuj kur, në vend të një grimce, rrëshqiti një tjetër - manipulimi i fundit i tillë i të dhënave eksperimentale ishte rrëshqitja e një mezoni vektorial si një bozon i mrekullueshëm Higgs, gjoja përgjegjës për masën e grimcave, por në të njëjtën kohë. koha nuk krijon fushën e tyre gravitacionale. Madje, kësaj përrallë matematikore iu dha Çmimi Nobel në Fizikë. Në rastin tonë, valët në këmbë të një fushe elektromagnetike të alternuar, për të cilën u shkruan teoritë valore të grimcave elementare, u futën si kuarkë zanash.

Kur froni nën modelin standard filloi të dridhej përsëri, mbështetësit e tij kompozuan dhe i rrëshqitën njerëzimit një përrallë të re për të vegjlit, të quajtur "Ndreqja". Çdo person që mendon do të shohë menjëherë në të një tallje me ligjin e ruajtjes së energjisë - një ligj themelor i natyrës. Por mbështetësit e Modelit Standard nuk duan të shohin REALITET.

2 Kur fizika mbeti shkencë

Kur fizika mbeti ende shkencë, e vërteta nuk përcaktohej nga mendimi i shumicës - por nga eksperimenti. Ky është ndryshimi themelor midis FIZIKË-SHKENCËS dhe përrallave matematikore të kaluara si fizikë.
Të gjitha eksperimentet që kërkojnë kuarke hipotetike(përveç, sigurisht, për rrëshqitje në besimet tuaja nën maskën e të dhënave eksperimentale) kanë treguar qartë: NUK ka kuarke në natyrë.

Tani mbështetësit e Modelit Standard po përpiqen të zëvendësojnë rezultatin e të gjitha eksperimenteve, të cilat u bënë një dënim me vdekje për Modelin Standard, me opinionin e tyre kolektiv, duke e kaluar atë si realitet. Por sado që të vazhdojë përralla, sërish do të ketë një fund. Pyetja e vetme është se çfarë lloj fundi do të jetë: mbështetësit e Modelit Standard do të tregojnë inteligjencë, guxim dhe do të ndryshojnë pozicionet e tyre pas verdiktit unanim të eksperimenteve (ose më mirë: verdiktit të NATYRËS), ose do t'i dorëzohen historisë në mes. e qeshura universale Fizika e re - fizika e shekullit XXI, si tregimtarë që u përpoqën të mashtronin gjithë njerëzimin. Zgjedhja është e tyre.

Tani për vetë protonin.

3 Protoni në fizikë

Proton - grimcë elementare numri kuantik L=3/2 (spin = 1/2) - grupi i barionit, nëngrupi i protoneve, ngarkesa elektrike +e (sistematizimi sipas teorisë së fushës së grimcave elementare).
Sipas teorisë së fushës së grimcave elementare (një teori e ndërtuar mbi një bazë shkencore dhe e vetmja që mori spektrin e saktë të të gjitha grimcave elementare), një proton përbëhet nga një fushë elektromagnetike alternative e polarizuar rrotulluese me një përbërës konstant. Të gjitha deklaratat e pabaza të Modelit Standard se protoni supozohet se përbëhet nga kuarke nuk kanë të bëjnë fare me realitetin. - Fizika ka vërtetuar eksperimentalisht se protoni ka fusha elektromagnetike, dhe gjithashtu një fushë gravitacionale. Fizika mendoi shkëlqyeshëm se grimcat elementare jo vetëm që kanë, por përbëhen nga fusha elektromagnetike 100 vjet më parë, por nuk ishte e mundur të ndërtohej një teori deri në vitin 2010. Tani, në vitin 2015, u shfaq edhe një teori e gravitetit të grimcave elementare, e cila vendosi natyrën elektromagnetike të gravitetit dhe përftoi ekuacionet e fushës gravitacionale të grimcave elementare, të ndryshme nga ekuacionet e gravitetit, në bazë të të cilave më shumë se një matematikë u ndërtua përralla në fizikë.

Për momentin, teoria e fushës së grimcave elementare (ndryshe nga Modeli Standard) nuk kundërshton të dhënat eksperimentale mbi strukturën dhe spektrin e grimcave elementare dhe për këtë arsye mund të konsiderohet nga fizika si një teori që funksionon në natyrë.

Struktura e fushës elektromagnetike të një protoni(E-fusha elektrike konstante, fusha magnetike H-konstante, fusha elektromagnetike e alternuar është shënuar me të verdhë)
Bilanci i energjisë (përqindja e energjisë totale të brendshme):

fushë elektrike konstante (E) - 0,346%,
fushë magnetike konstante (H) - 7,44%,
fushë elektromagnetike e alternuar - 92,21%.

Nga kjo rrjedh se për protonin m 0~ =0,9221m 0 dhe rreth 8 për qind e masës së tij është e përqendruar në fusha konstante elektrike dhe magnetike. Raporti ndërmjet energjisë së përqendruar në një fushë magnetike konstante të një protoni dhe energjisë së përqendruar në një fushë elektrike konstante është 21,48. Kjo shpjegon praninë e forcave bërthamore në proton.

Fusha elektrike e një protoni përbëhet nga dy rajone: një rajon i jashtëm me një ngarkesë pozitive dhe një rajon i brendshëm me një ngarkesë negative. Dallimi në ngarkesat e rajoneve të jashtme dhe të brendshme përcakton ngarkesën totale elektrike të protonit +e. Kuantizimi i tij bazohet në gjeometrinë dhe strukturën e grimcave elementare.

Dhe kështu duken ndërveprimet themelore të grimcave elementare që ekzistojnë në të vërtetë në natyrë:

4 Rrezja e protonit

Teoria e fushës së grimcave elementare përcakton rrezen (r) të një grimce si distancë nga qendra në pikën në të cilën arrihet dendësia maksimale e masës.

Për një proton, kjo do të jetë 3,4212 ∙10 -16 m. Kësaj duhet t'i shtojmë trashësinë e shtresës së fushës elektromagnetike dhe do të merret rrezja e zonës së hapësirës të zënë nga protoni:

Për një proton kjo do të jetë 4,5616 ∙10 -16 m Kështu, kufiri i jashtëm i protonit ndodhet në një distancë prej 4,5616 ∙10 -16 m nga qendra e grimcës.Një pjesë e vogël e masës e përqendruar në konstante fusha magnetike elektrike dhe konstante e protonit, sipas ligjeve të elektrodinamikës, është jashtë kësaj rreze.

5 Momenti magnetik i një protoni

Ndryshe nga teoria kuantike, teoria e fushës së grimcave elementare thotë se fushat magnetike të grimcave elementare nuk krijohen nga rrotullimi spin i ngarkesave elektrike, por ekzistojnë njëkohësisht me një fushë elektrike konstante si një përbërës konstant i fushës elektromagnetike. Kjo është arsyeja pse Të gjitha grimcat elementare me numër kuantik L>0 kanë fusha magnetike konstante.
Teoria e fushës së grimcave elementare nuk e konsideron momentin magnetik të protonit si anomal - vlera e tij përcaktohet nga një grup numrash kuantikë në masën që mekanika kuantike punon në një grimcë elementare.
Pra, momenti kryesor magnetik i një protoni krijohet nga dy rryma:

(+) me moment magnetik +2 (eħ/m 0 s)
(-) me moment magnetik -0,5 (eħ/m 0 s)

Për të marrë momentin magnetik që rezulton i një protoni, është e nevojshme të shtoni të dy momentet, të shumëzoni me përqindjen e energjisë që përmbahet në fushën elektromagnetike alternative të valës së protonit (e ndarë me 100%) dhe të shtoni komponentin e rrotullimit (shih Teorinë e fushës së grimcat elementare.Pjesa 2, seksioni 3.2), si rezultat marrim 1.3964237 eh/m 0p c. Për t'u shndërruar në magnetone të zakonshëm bërthamorë, numri që rezulton duhet të shumëzohet me dy - në fund kemi 2.7928474.

Kur fizika supozoi se momentet magnetike të grimcave elementare krijohen nga rrotullimi i rrotullimit të ngarkesës së tyre elektrike, u propozuan njësi të përshtatshme për matjen e tyre: për një proton është eh/2m 0p c (mos harroni se rrotullimi i një protoni është 1/ 2) quhet magnetoni bërthamor. Tani 1/2 mund të hiqet, pasi nuk mbart një ngarkesë semantike, dhe të lihet thjesht eh/m 0p c.

Por seriozisht, nuk ka rryma elektrike brenda grimcave elementare, por ka fusha magnetike (dhe nuk ka ngarkesa elektrike, por ka fusha elektrike). Është e pamundur të zëvendësohen fushat magnetike origjinale të grimcave elementare me fusha magnetike të rrymave (si dhe fushat elektrike të mirëfillta të grimcave elementare me fushat e ngarkesave elektrike), pa humbje të saktësisë - këto fusha kanë një natyrë të ndryshme. Këtu ka disa elektrodinamikë të tjera - Elektrodinamika e fizikës në terren, e cila ende nuk është krijuar, si vetë fizika e fushës.

6 Fusha elektrike e një protoni

6.1 Fusha elektrike protonike në zonën e largët

Njohuritë e fizikës për strukturën e fushës elektrike të protonit kanë ndryshuar me zhvillimin e fizikës. Fillimisht besohej se fusha elektrike e një protoni është fusha e një ngarkese elektrike pika +e. Për këtë fushë do të ketë:
potencial fusha elektrike e një protoni në pikën (A) në zonën e largët (r > > r p) saktësisht, në sistemin SI është e barabartë me:

tensioni E e fushës elektrike protonike në zonën e largët (r > > r p) saktësisht, në sistemin SI është e barabartë me:

Ku n = r/|r| - vektori njësi nga qendra e protonit në drejtim të pikës së vëzhgimit (A), r - distanca nga qendra e protonit në pikën e vëzhgimit, e - ngarkesa elektrike elementare, vektorët janë me shkronja të zeza, ε 0 - konstante elektrike, r p =Lħ /(m 0~ c ) është rrezja e një protoni në teorinë e fushës, L është numri kuantik kryesor i një protoni në teorinë e fushës, ħ është konstanta e Planck, m 0~ është sasia e masës që përmbahet në një fushë elektromagnetike alternative të një proton në qetësi, C është shpejtësia e dritës. (Nuk ka shumëzues në sistemin GHS. Shumëzuesi SI.)

Këto shprehje matematikore janë të sakta për zonën e largët të fushës elektrike të protonit: r p, por fizika më pas supozoi se vlefshmëria e tyre shtrihej edhe në zonën e afërt, deri në distanca të rendit 10 -14 cm.

6.2 Ngarkesat elektrike të një protoni

Në gjysmën e parë të shekullit të 20-të, fizika besonte se një proton kishte vetëm një ngarkesë elektrike dhe ajo ishte e barabartë me +e.

Pas shfaqjes së hipotezës së kuarkut, fizika sugjeroi që brenda një protoni nuk ka një, por tre ngarkesa elektrike: dy ngarkesa elektrike +2e/3 dhe një ngarkesë elektrike -e/3. Në total, këto tarifa japin +e. Kjo u bë sepse fizika sugjeroi që protoni ka një strukturë komplekse dhe përbëhet nga dy kuarke lart me ngarkesë +2e/3 dhe një d kuarkë me ngarkesë -e/3. Por kuarkët nuk u gjetën as në natyrë, as në përshpejtuesit në asnjë energji, dhe mbeti ose të merrnin ekzistencën e tyre në besim (që është ajo që bënë mbështetësit e Modelit Standard) ose të kërkonin një strukturë tjetër të grimcave elementare. Por në të njëjtën kohë, informacioni eksperimental rreth grimcave elementare po grumbullohej vazhdimisht në fizikë, dhe kur u grumbulluan mjaftueshëm për të rimenduar atë që ishte bërë, lindi teoria e fushës së grimcave elementare.

Sipas teorisë së fushës së grimcave elementare, fusha elektrike konstante e grimcave elementare me numër kuantik L>0, të ngarkuara dhe neutrale, krijohet nga përbërësi konstant i fushës elektromagnetike të grimcave elementare përkatëse.(Nuk është ngarkesa elektrike ajo që është shkaku kryesor i fushës elektrike, siç besonte fizika në shekullin e 19-të, por fushat elektrike të grimcave elementare janë të tilla që korrespondojnë me fushat e ngarkesave elektrike). Dhe fusha e ngarkesës elektrike lind si rezultat i pranisë së asimetrisë midis hemisferës së jashtme dhe të brendshme, duke gjeneruar fusha elektrike me shenja të kundërta. Për grimcat elementare të ngarkuara, një fushë e një ngarkese elektrike elementare gjenerohet në zonën e largët, dhe shenja e ngarkesës elektrike përcaktohet nga shenja e fushës elektrike të krijuar nga hemisfera e jashtme. Në zonën e afërt, kjo fushë ka një strukturë komplekse dhe është një dipol, por nuk ka një moment dipol. Për një përshkrim të përafërt të kësaj fushe si një sistem ngarkesash pikash, do të kërkohen të paktën 6 "kuarkë" brenda protonit - do të jetë më e saktë nëse marrim 8 "kuarkë". Është e qartë se ngarkesat elektrike të "kuarkeve" të tilla do të jenë krejtësisht të ndryshme nga ajo që konsideron modeli standard (me kuarkët e tij).

Teoria e fushës së grimcave elementare ka vërtetuar se protoni, si çdo grimcë tjetër elementare e ngarkuar pozitivisht, mund të dallohet dy ngarkesa elektrike dhe, në përputhje me rrethanat, dy rreze elektrike:

rrezja elektrike e fushës elektrike të jashtme konstante (ngarkesa q + =+1,25e) - r q+ = 4,39 10 -14 cm,
rrezja elektrike e fushës elektrike të brendshme konstante (ngarkesa q - = -0,25e) - r q- = 2,45 10 -14 cm.

Këto karakteristika të fushës elektrike protonike korrespondojnë me shpërndarjen e teorisë së fushës së parë të grimcave elementare. Fizika ende nuk e ka përcaktuar në mënyrë eksperimentale saktësinë e kësaj shpërndarjeje dhe cila shpërndarje korrespondon më saktë me strukturën reale të fushës elektrike konstante të një protoni në zonën e afërt, si dhe strukturën e fushës elektrike të një protoni në zonën e afërt. (në largësi të rendit të r p). Siç mund ta shihni, ngarkesat elektrike janë të përafërta në madhësi me ngarkesat e kuarkeve të supozuara (+4/3e=+1,333e dhe -1/3e=-0,333e) në proton, por ndryshe nga kuarkët, fushat elektromagnetike ekzistojnë në natyra, dhe kanë një strukturë të ngjashme konstante Çdo grimcë elementare e ngarkuar pozitivisht ka një fushë elektrike, pavarësisht nga madhësia e rrotullimit dhe... .

Vlerat e rrezeve elektrike për çdo grimcë elementare janë unike dhe përcaktohen nga numri kuantik kryesor në teorinë e fushës L, vlera e masës së mbetur, përqindja e energjisë që përmbahet në fushën elektromagnetike alternative (ku funksionon mekanika kuantike ) dhe strukturën e përbërësit konstant të fushës elektromagnetike të grimcës elementare (e njëjtë për të gjitha grimcat elementare me të dhëna nga numri kryesor kuantik L), duke gjeneruar një fushë elektrike të jashtme konstante. Rrezja elektrike tregon vendndodhjen mesatare të një ngarkese elektrike të shpërndarë në mënyrë uniforme rreth perimetrit, duke krijuar një fushë elektrike të ngjashme. Të dy ngarkesat elektrike shtrihen në të njëjtin rrafsh (rrafshi i rrotullimit të fushës elektromagnetike alternative të grimcës elementare) dhe kanë një qendër të përbashkët që përkon me qendrën e rrotullimit të fushës elektromagnetike alternative të grimcës elementare.

6.3 Fusha elektrike e një protoni në zonën e afërt

Duke ditur madhësinë e ngarkesave elektrike brenda një grimce elementare dhe vendndodhjen e tyre, është e mundur të përcaktohet fusha elektrike e krijuar prej tyre.

fusha elektrike e një protoni në zonën e afërt (r~r p), në sistemin SI, si shumë vektoriale, është afërsisht e barabartë me:

Ku n+ = r +/|r + | - vektori njësi nga pika e afërt (1) ose e largët (2) e ngarkesës së protonit q + në drejtim të pikës së vëzhgimit (A), n- = r-/|r - | - vektori njësi nga pika e afërt (1) ose e largët (2) e ngarkesës së protonit q - në drejtim të pikës së vëzhgimit (A), r - distanca nga qendra e protonit deri në projeksionin e pikës së vëzhgimit në rrafshi i protonit, q + - ngarkesa elektrike e jashtme +1,25e, q - - ngarkesa elektrike e brendshme -0,25e, vektorët janë theksuar me shkronja të zeza, ε 0 - konstante elektrike, z - lartësia e pikës së vëzhgimit (A) (distanca nga pika e vëzhgimit në rrafshin e protonit), r 0 - parametri i normalizimit. (Nuk ka shumëzues në sistemin GHS. Shumëzuesi SI.)

Kjo shprehje matematikore është një shumë vektorësh dhe duhet të llogaritet sipas rregullave të mbledhjes së vektorëve, pasi kjo është një fushë me dy ngarkesa elektrike të shpërndara (+1,25e dhe -0,25e). Termat e parë dhe të tretë korrespondojnë me pikat e afërta të tarifave, e dyta dhe e katërta - me ato të largëta. Kjo shprehje matematikore nuk funksionon në rajonin e brendshëm (unazës) të protonit, duke gjeneruar fushat e tij konstante (nëse plotësohen dy kushte në të njëjtën kohë: ħ/m 0~ c
Potenciali i fushës elektrike protoni në pikën (A) në zonën e afërt (r~r p), në sistemin SI është afërsisht i barabartë me:

Ku r 0 është një parametër normalizues, vlera e të cilit mund të ndryshojë nga r 0 në formulën E. (Në sistemin SGS nuk ka shumëzues të faktorit SI.) Kjo shprehje matematikore nuk funksionon në rajonin e brendshëm (unazës) të protonit , duke gjeneruar fushat e tij konstante (me ekzekutimin e njëkohshëm të dy kushteve: ħ/m 0~ c
Kalibrimi i r 0 për të dy shprehjet e fushës afër duhet të kryhet në kufirin e rajonit që gjeneron fusha protonike konstante.

7 Masa e pushimit proton

Në përputhje me elektrodinamikën klasike dhe formulën e Ajnshtajnit, masa e mbetur e grimcave elementare me numër kuantik L>0, duke përfshirë protonin, përcaktohet si ekuivalenti i energjisë së fushave të tyre elektromagnetike:

ku integrali i caktuar merret mbi të gjithë fushën elektromagnetike të një grimce elementare, E është forca e fushës elektrike, H është forca e fushës magnetike. Këtu merren parasysh të gjithë përbërësit e fushës elektromagnetike: fushë elektrike konstante, fushë magnetike konstante, fushë elektromagnetike alternative. Kjo formulë e vogël, por me shumë kapacitet fizik, mbi bazën e së cilës janë nxjerrë ekuacionet për fushën gravitacionale të grimcave elementare, do të dërgojë më shumë se një "teori" përrallash në grumbullin e skrapit - prandaj disa nga autorët e tyre do e urrej.

Siç vijon nga formula e mësipërme, vlera e masës së mbetur të një protoni varet nga kushtet në të cilat ndodhet protoni. Kështu, duke vendosur një proton në një fushë elektrike të jashtme konstante (për shembull, një bërthamë atomike), ne do të ndikojmë në E 2, e cila do të ndikojë në masën e protonit dhe stabilitetin e tij. Një situatë e ngjashme do të lindë kur një proton vendoset në një fushë magnetike konstante. Prandaj, disa veti të një protoni brenda një bërthame atomike ndryshojnë nga të njëjtat veti të një protoni të lirë në një vakum, larg fushave.

8 Jetëgjatësia e protonit

Jetëgjatësia e protonit të përcaktuar nga fizika korrespondon me një proton të lirë.

Teoria e fushës së grimcave elementare thotë se jetëgjatësia e një grimce elementare varet nga kushtet në të cilat ndodhet. Duke vendosur një proton në një fushë të jashtme (si ajo elektrike), ne ndryshojmë energjinë që gjendet në fushën e tij elektromagnetike. Ju mund të zgjidhni shenjën e fushës së jashtme në mënyrë që energjia e brendshme e protonit të rritet. Është e mundur të zgjidhet një vlerë e tillë e forcës së fushës së jashtme që të bëhet e mundur që protoni të kalbet në një neutron neutron, pozitron dhe elektron, dhe për këtë arsye protoni bëhet i paqëndrueshëm. Kjo është pikërisht ajo që vërehet në bërthamat atomike, në të cilat fusha elektrike e protoneve fqinje shkakton prishjen e protonit të bërthamës. Kur energji shtesë futet në bërthamë, zbërthimi i protonit mund të fillojë me një forcë më të ulët të fushës së jashtme.

Një veçori interesante: gjatë kalbjes së një protoni në një bërthamë atomike, në fushën elektromagnetike të bërthamës, një pozitron lind nga energjia e fushës elektromagnetike - nga "materia" (protoni) lind "antimmateria" (pozitron). !!! dhe kjo nuk habit askënd.

9 E vërteta rreth Modelit Standard

Tani le të njihemi me informacionin që mbështetësit e Modelit Standard nuk do të lejojnë të publikohen në faqet "politikisht korrekte" (siç është Wikipedia në botë) në të cilat kundërshtarët e Fizikës së Re mund të fshijnë (ose shtrembërojnë) pa mëshirë informacionin e mbështetësve. të Fizikës së Re, si rezultat i së cilës E VËRTETA ka rënë viktimë e politikës:

Në vitin 1964, Gellmann dhe Zweig propozuan në mënyrë të pavarur një hipotezë për ekzistencën e kuarkeve, nga të cilat, sipas mendimit të tyre, përbëhen hadronet. Grimcat e reja ishin të pajisura me një ngarkesë elektrike të pjesshme që nuk ekziston në natyrë.
Leptonet NUK përshtateshin në këtë model Quark, i cili më vonë u rrit në Modelin Standard, dhe për këtë arsye u njohën si grimca me të vërtetë elementare.
Për të shpjeguar lidhjen e kuarkut në hadron, u supozua ekzistenca në natyrë e ndërveprimit të fortë dhe bartësve të tij, gluoneve. Gluonët, siç pritej në Teorinë Kuantike, ishin të pajisura me rrotullim njësi, identitetin e grimcave dhe antigrimcave dhe masën e qetësisë zero, si një foton.
Në realitet, në natyrë nuk ka një ndërveprim të fortë të kuarkeve hipotetike, por forcave bërthamore të nukleoneve - dhe këto janë koncepte të ndryshme.

Kanë kaluar 50 vjet. Kuarkët nuk u gjetën kurrë në natyrë dhe u shpik një përrallë e re matematikore për ne, e quajtur "Ndreqja". Një person që mendon mund të shohë lehtësisht në të një mospërfillje të hapur për ligjin themelor të natyrës - ligjin e ruajtjes së energjisë. Por një njeri që mendon do ta bëjë këtë, dhe tregimtarët morën një justifikim që u përshtatej atyre.

Gluonet gjithashtu NUK janë gjetur në natyrë. Fakti është se vetëm mezonet vektoriale (dhe një më shumë nga gjendjet e ngacmuara të mezoneve) mund të kenë njësi spin në natyrë, por çdo mezon vektor ka një antigrimcë. - Kjo është arsyeja pse mezonet vektoriale nuk janë kandidatë të përshtatshëm për "gluonet". Mbeten nëntë gjendjet e para të ngacmuara të mezoneve, por 2 prej tyre kundërshtojnë vetë modelin standard dhe modeli standard nuk e njeh ekzistencën e tyre në natyrë, dhe pjesa tjetër janë studiuar mirë nga fizika dhe nuk do të jetë e mundur t'i kalojë ato. jashtë si gluone përrallore. Ekziston edhe një opsion i fundit: kalimi i një gjendjeje të lidhur të një çifti leptonësh (muone ose tau leptone) si gluon - por edhe kjo mund të llogaritet gjatë kalbjes.

Kështu që, Gjithashtu nuk ka gluone në natyrë, ashtu siç nuk ka kuarkë dhe ndërveprim të fortë fiktive në natyrë..
Ju mendoni se mbështetësit e Modelit Standard nuk e kuptojnë këtë - ata ende e kuptojnë, por është thjesht e pështirë të pranosh gabimin e asaj që ata kanë bërë për dekada. Kjo është arsyeja pse ne shohim përralla të reja matematikore (“teoria” e vargut, etj.).

10 Fizika e re: Protoni - përmbledhje

Në pjesën kryesore të artikullit nuk fola në detaje për kuarkët e zanave (me gluonet e zanave), pasi ato NUK janë në natyrë dhe nuk ka kuptim të mbushni kokën me përralla (pa nevojë) - dhe pa elementet themelore të themeli: kuarkë me gluone, modeli standard u shemb - koha e dominimit të tij në fizikë E PLOTË (shih Modelin Standard).

Ju mund të injoroni vendin e elektromagnetizmit në natyrë për aq kohë sa të doni (duke e takuar atë në çdo hap: dritë, rrezatim termik, energji elektrike, televizion, radio, komunikime telefonike, duke përfshirë celularin, internetin, pa të cilat njerëzimi nuk do të kishte ditur për ekzistenca e grimcave elementare të Teorisë së Fushës, ...), dhe vazhdojnë të shpikin përralla të reja për të zëvendësuar ato të falimentuara, duke i kaluar si shkencë; ju mund, me këmbëngulje të denjë për përdorim më të mirë, të vazhdoni të përsërisni përrallat e memorizuara të Modelit Standard dhe Teorisë Kuantike; por fushat elektromagnetike në natyrë ishin, janë, do të jenë dhe mund të bëjnë mirë pa grimcat virtuale përrallash, si dhe gravitetin e krijuar nga fushat elektromagnetike, por përrallat kanë një kohë lindjeje dhe një kohë kur ato pushojnë së ndikuari te njerëzit. Për sa i përket natyrës, asaj NUK I RRETHET përrallat apo ndonjë veprimtari tjetër letrare e njeriut, edhe nëse për to jepet çmimi Nobel në fizikë. Natyra është e strukturuar ashtu siç është e strukturuar, dhe detyra e FIZIKËS-SHKENCËS është ta kuptojë dhe përshkruajë atë.

Tani është hapur një botë e re para jush - bota e fushave dipole, ekzistencën e së cilës fizika e shekullit të 20-të as nuk e dyshonte. Ju patë që një proton nuk ka një, por dy ngarkesa elektrike (të jashtme dhe të brendshme) dhe dy rreze elektrike përkatëse. Ju e patë se nga çfarë përbëhet pjesa tjetër e një protoni dhe se bozoni imagjinar i Higgs ishte pa punë (vendimet e Komitetit të Nobelit nuk janë ende ligje të natyrës...). Për më tepër, madhësia e masës dhe jetëgjatësia varen nga fushat në të cilat ndodhet protoni. Vetëm për shkak se një proton i lirë është i qëndrueshëm nuk do të thotë se ai do të mbetet i qëndrueshëm gjithmonë dhe kudo (zbërthimi i protonit vërehet në bërthamat atomike). E gjithë kjo shkon përtej koncepteve që dominuan fizikën në gjysmën e dytë të shekullit të njëzetë. - Fizika e shekullit 21 - Fizika e re kalon në një nivel të ri të njohjes së materies, dhe zbulime të reja interesante na presin.

Vladimir Gorunovich

Hidrogjeni, një element që ka strukturën më të thjeshtë. Ka një ngarkesë pozitive dhe një jetë pothuajse të pakufizuar. Është grimca më e qëndrueshme në Univers. Protonet e prodhuara nga Big Bengu ende nuk janë kalbur. Masa e protonit është 1,627*10-27 kg ose 938,272 eV. Më shpesh kjo vlerë shprehet në elektronvolt.

Protoni u zbulua nga "babai" i fizikës bërthamore, Ernest Rutherford. Ai parashtroi hipotezën se bërthamat e atomeve të të gjithë elementëve kimikë përbëhen nga protone, pasi masa e tyre tejkalon bërthamën e një atomi hidrogjeni me një numër të plotë herë. Rutherford kreu një eksperiment interesant. Në atë kohë, radioaktiviteti natyror i disa elementeve ishte zbuluar tashmë. Duke përdorur rrezatimin alfa (grimcat alfa janë bërthama të heliumit me energji të lartë), shkencëtari rrezatoi atomet e azotit. Si rezultat i këtij ndërveprimi, një grimcë fluturoi jashtë. Rutherford sugjeroi se ishte një proton. Eksperimentet e mëtejshme në një dhomë flluskë Wilson konfirmuan supozimin e tij. Kështu, në vitin 1913, u zbulua një grimcë e re, por hipoteza e Rutherford për përbërjen e bërthamës doli të ishte e paqëndrueshme.

Zbulimi i neutronit

Shkencëtari i madh gjeti një gabim në llogaritjet e tij dhe hodhi një hipotezë për ekzistencën e një grimce tjetër që është pjesë e bërthamës dhe ka pothuajse të njëjtën masë si një proton. Eksperimentalisht, ai nuk mund ta zbulonte atë.

Kjo u bë në vitin 1932 nga shkencëtari anglez James Chadwick. Ai kreu një eksperiment në të cilin bombardoi atomet e beriliumit me grimca alfa me energji të lartë. Si rezultat i reaksionit bërthamor, një grimcë u emetua nga bërthama e beriliumit, e quajtur më vonë një neutron. Për zbulimin e tij, Chadwick mori çmimin Nobel tre vjet më vonë.

Masa e një neutroni vërtet ndryshon pak nga masa e një protoni (1,622 * 10-27 kg), por kjo grimcë nuk ka ngarkesë. Në këtë kuptim, ai është neutral dhe në të njëjtën kohë i aftë të shkaktojë ndarje të bërthamave të rënda. Për shkak të mungesës së ngarkesës, një neutron mund të kalojë lehtësisht përmes pengesës së lartë potenciale të Kulonit dhe të depërtojë në strukturën e bërthamës.

Protoni dhe neutroni kanë veti kuantike (ato mund të shfaqin vetitë e grimcave dhe valëve). Rrezatimi neutron përdoret për qëllime mjekësore. Aftësia e lartë depërtuese lejon që ky rrezatim të jonizojë tumoret e thella dhe formacionet e tjera malinje dhe t'i zbulojë ato. Në këtë rast, energjia e grimcave është relativisht e ulët.

Neutroni, ndryshe nga protoni, është një grimcë e paqëndrueshme. Jetëgjatësia e tij është rreth 900 sekonda. Ai zbërthehet në një proton, një elektron dhe një neutrino elektronike.

, elektromagnetike dhe gravitacionale

Në fizikë, protoni shënohet fq(ose fq+). Emërtimi kimik i protonit (i konsideruar si jon hidrogjeni pozitiv) është H +, emërtimi astrofizik është HII.

Hapja

Vetitë e protonit

Raporti i masës së protonit dhe elektronit, i barabartë me 1836,152 673 89(17), me një saktësi prej 0,002% është i barabartë me vlerën 6π 5 = 1836,118...

Struktura e brendshme e protonit u studiua fillimisht eksperimentalisht nga R. Hofstadter duke studiuar përplasjet e një tufe elektronesh me energji të lartë (2 GeV) me protonet (Çmimi Nobel në Fizikë 1961). Protoni përbëhet nga një bërthamë e rëndë (bërthamë) me një rreze prej cm, me një densitet të lartë të masës dhe ngarkesës, që mbart ≈ 35% (\displaystyle \afërsisht 35\,\%) ngarkesa elektrike e protonit dhe guaska relativisht e rrallë që e rrethon atë. Në një distancë nga ≈ 0 , 25 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \afërsisht 0(,)25\cdot 10^(-13)) para ≈ 1 , 4 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \afërsisht 1(,)4\cdot 10^(-13)) cm kjo guaskë përbëhet kryesisht nga mesonet virtuale ρ - dhe π - që mbartin ≈ 50% (\displaystyle \afërsisht 50\,\%) ngarkesa elektrike e protonit, pastaj në distancë ≈ 2 , 5 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \afërsisht 2(,)5\cdot 10^(-13)) cm shtrihet një guaskë e mesoneve virtuale ω - dhe π -, që mbajnë ~ 15% të ngarkesës elektrike të protonit.

Presioni në qendër të protonit të krijuar nga kuarkët është rreth 10 35 Pa (10 30 atmosfera), domethënë më i lartë se presioni brenda yjeve neutron.

Ekzistojnë tre sasi fizike të lidhura me një proton që kanë dimensionin e gjatësisë:

E ashtuquajtura ngarkesa e dobët e protonit P w ≈ 1 − 4 sin 2 θ W, e cila përcakton pjesëmarrjen e saj në ndërveprime të dobëta përmes shkëmbimit Z 0 bozoni (i ngjashëm me mënyrën se si ngarkesa elektrike e një grimce përcakton pjesëmarrjen e saj në ndërveprimet elektromagnetike duke shkëmbyer një foton) është 0,0719 ± 0,0045, sipas matjeve eksperimentale të shkeljes së barazisë gjatë shpërndarjes së elektroneve të polarizuara në protone. Vlera e matur është në përputhje, brenda gabimit eksperimental, me parashikimet teorike të Modelit Standard (0.0708 ± 0.0003).

Stabiliteti

Aplikacion

Shiko gjithashtu

Shënime

http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt Konstantet themelore fizike --- Listimi i plotë
Vlera e CODATA: masa protonike
Vlera e CODATA: masa e protonit në u
Ahmed S.; et al. (2004). "Kufizimet në zbërthimin e nukleonit nëpërmjet mënyrave të padukshme nga Observatori Neutrino Sudbury." Letrat e rishikimit fizik. 92 (10): 102004. arXiv: hep-ex/0310030. Bibcode:2004PhRvL..92j2004A. DOI:10.1103/PhysRevLett.92.102004. PMID.
Vlera e CODATA: energjia e masës së protonit ekuivalent në MeV
Vlera e CODATA: raporti masiv proton-elektron
, Me. 67.
Hofstadter P. Struktura e bërthamave dhe nukleoneve // Fiz. - 1963. - T. 81, nr 1. - F. 185-200. - ISSN. - URL: http://ufn.ru/ru/articles/1963/9/e/
Shchelkin K. I. Proceset virtuale dhe struktura e nukleonit // Fizika e Mikrobotës - M.: Atomizdat, 1965. - F. 75.
Zhdanov G.B. Shpërndarja elastike, ndërveprimet periferike dhe rezonancat // Grimcat me energji të lartë. Energjitë e larta në hapësirë dhe laboratorë - M.: Nauka, 1965. - F. 132.
Burkert V. D., Elouadrhiri L., Girod F. X. Shpërndarja e presionit brenda protonit // Natyra. - 2018. - Maj (vëll. 557, nr. 7705). - F. 396-399. - DOI: 10.1038/s41586-018-0060-z.
Bethe, G., Morrison F. Teoria elementare e bërthamës. - M: IL, 1956. - F. 48.