प्रोटोन रहस्य। उमेर र आकार अझै थाहा छैन

प्रोटोनमा तीनवटा क्वार्क हुन्छन् भन्ने कुरा सबैलाई थाहा छ। वास्तवमा, यसको संरचना झन् जटिल छ (१), र क्वार्कहरूलाई एकसाथ बाँध्ने ग्लुऑनहरू थप्नु भनेको कुराको अन्त्य होइन। प्रोटोनलाई क्वार्क र एन्टिक्वार्कहरू आउने र जानेको एक साँचो समुद्र मानिन्छ, जुन पदार्थको यस्तो स्थिर कणको लागि अनौठो छ।

हालसम्म, प्रोटोनको सही आकार पनि अज्ञात थियो। लामो समयको लागि, भौतिकशास्त्रीहरू 0,877 को मूल्य थियो। femtometer (fm, जहाँ femtometer 100 quintillion मिटर बराबर हुन्छ)। 2010 मा, एक अन्तर्राष्ट्रिय टोलीले स्विट्जरल्याण्डको Paul Scherrer संस्थानमा नयाँ प्रयोग गरेको थियो र 0,84 fm को थोरै कम मूल्यको साथ आयो। 2017 मा, जर्मन भौतिकशास्त्रीहरूले तिनीहरूको मापनको आधारमा, 0,83 fm को प्रोटोन त्रिज्या गणना गरे र मापन त्रुटिको शुद्धताको साथ अपेक्षित रूपमा, यो विदेशी "muonic हाइड्रोजन radiation को आधारमा 0,84 मा गणना गरिएको 2010 fm को मानसँग मेल खान्छ। ।"

दुई वर्षपछि, अमेरिका, युक्रेन, रसिया र आर्मेनियामा काम गर्ने वैज्ञानिकहरूको अर्को समूह, जसले भर्जिनियाको जेफरसन ल्याबमा PRad टोली गठन गरे, मापनलाई क्रस-चेक गरे। इलेक्ट्रोनहरूमा प्रोटोनको बिखर्ने नयाँ प्रयोग। वैज्ञानिकहरूले परिणाम पाए - 0,831 फेमटोमिटर। यस विषयमा नेचर पेपरका लेखकहरूले यो समस्या पूर्ण रूपमा समाधान भएको विश्वास गर्दैनन्। यो हाम्रो कणको ज्ञान हो, जुन पदार्थको "आधार" हो।

हामी प्रस्ट भन्छौं प्रोटोन - +१ को चार्ज र लगभग 1 एकाइको बाँकी मास भएको ब्यारियोनको समूहबाट एक स्थिर उपपरमाणविक कण। प्रोटोन र न्यूट्रोन न्यूक्लियोन्स हुन्, परमाणु केन्द्रका तत्वहरू। दिइएको परमाणुको केन्द्रकमा प्रोटोनको संख्या यसको परमाणु संख्या बराबर हुन्छ, जुन आवधिक तालिकामा तत्वहरूलाई क्रमबद्ध गर्ने आधार हो। तिनीहरू प्राथमिक ब्रह्माण्ड किरणहरूको मुख्य घटक हुन्। मानक मोडेलका अनुसार, प्रोटोन एक जटिल कण हो जसलाई हेड्रोन वा अझ स्पष्ट रूपमा, ब्यारियन्सको रूपमा वर्गीकृत गरिन्छ। तीन क्वार्क मिलेर बनेको छ - दुई माथि "u" र एक डाउन "d" क्वार्कहरू ग्लुऑनहरूद्वारा प्रसारित बलियो अन्तरक्रियाद्वारा बाँधिएका हुन्छन्।

पछिल्लो प्रयोगात्मक नतिजा अनुसार, यदि प्रोटोन क्षय भयो भने, यो कणको औसत जीवनकाल 2,1 · 1029 वर्ष भन्दा बढी हुन्छ। मानक मोडेलका अनुसार, प्रोटोन, सबैभन्दा हल्का बेरियनको रूपमा, सहज रूपमा क्षय गर्न सक्दैन। परीक्षण नगरिएको महान् एकीकृत सिद्धान्तहरूले सामान्यतया कम्तिमा 1 x 1036 वर्षको जीवनकालमा प्रोटोनको क्षयको भविष्यवाणी गर्दछ। प्रोटोन रूपान्तरण गर्न सकिन्छ, उदाहरणका लागि, इलेक्ट्रोन कब्जा को प्रक्रिया मा। यो प्रक्रिया सहज रूपमा उत्पन्न हुँदैन, तर केवल परिणामको रूपमा अतिरिक्त ऊर्जा प्रदान। यो प्रक्रिया उल्टो छ। उदाहरणका लागि, जब विभाजन बिटा न्यूट्रॉन प्रोटोनमा परिणत हुन्छ। नि: शुल्क न्यूट्रोनहरू सहज रूपमा क्षय हुन्छ (जीवनकाल लगभग 15 मिनेट), प्रोटोन बनाउँछ।

हालै, प्रयोगहरूले देखाएको छ कि प्रोटोन र तिनीहरूका छिमेकीहरू परमाणुको केन्द्रक भित्र छन्। न्यूट्रोन तिनीहरू हुनुपर्छ भन्दा धेरै ठूलो देखिन्छ। भौतिकशास्त्रीहरूले यस घटनालाई व्याख्या गर्न खोज्ने दुई प्रतिस्पर्धी सिद्धान्तहरू लिएर आएका छन्, र प्रत्येकका समर्थकहरूले अर्कोलाई गलत मान्छन्। केही कारणका लागि, भारी न्यूक्लिय भित्र प्रोटोन र न्यूट्रोनहरूले व्यवहार गर्छन् कि तिनीहरू न्यूक्लियस बाहिर हुँदा भन्दा धेरै ठूला थिए। वैज्ञानिकहरूले यसलाई युरोपियन म्युन कोलाबोरेसनबाट EMC प्रभाव भन्छन्, जुन समूहले गल्तिले यसलाई पत्ता लगाएको थियो। यो विद्यमान व्यवस्थाको उल्लङ्घन हो।

अन्वेषकहरूले सुझाव दिन्छन् कि न्यूक्लियोनहरू बनाउने क्वार्कहरूले अन्य प्रोटोन र न्यूट्रोनको अन्य क्वार्कहरूसँग अन्तरक्रिया गर्छन्, जसले कणहरूलाई अलग गर्ने पर्खालहरूलाई नष्ट गर्दछ। क्वार्कहरू जसले एउटा बनाउँछ प्रोटोन i क्वार्कहरू अर्को प्रोटोन बनाउँदै, तिनीहरूले एउटै ठाउँ कब्जा गर्न थाल्छन्। यसले प्रोटोनहरू (वा न्यूट्रोनहरू) खिच्न र धमिलो बनाउँछ। तिनीहरू धेरै बलियो रूपमा बढ्छन्, यद्यपि धेरै छोटो अवधिमा। यद्यपि, सबै भौतिकशास्त्रीहरू घटनाको यस विवरणसँग सहमत छैनन्। त्यसैले यस्तो देखिन्छ कि एक परमाणु केन्द्रकमा प्रोटोनको सामाजिक जीवन यसको उमेर र आकार भन्दा कम रहस्यमय छैन।