proton hemmeligheter. Alder og størrelse er ennå ikke kjent
Det er velkjent at det er tre kvarker i et proton. Faktisk er strukturen mer komplisert (1), og tilsetning av gluoner som binder kvarker sammen er ikke slutten på saken. Protonet regnes som et veritabelt hav av kvarker og antikvarker som kommer og går, noe som er rart for en så stabil materiepartikkel.
Inntil nylig var selv den nøyaktige størrelsen på protonet ukjent. I lang tid hadde fysikere en verdi på 0,877. femtometer (fm, hvor femtometeret er lik 100 kvintillioner meter). I 2010 gjennomførte et internasjonalt team et nytt eksperiment ved Paul Scherrer Institute i Sveits og fikk en litt lavere verdi på 0,84 fm. I 2017 beregnet tyske fysikere, basert på deres målinger, en protonradius på 0,83 fm, og som forventet med nøyaktigheten av målefeilen, ville den tilsvare verdien på 0,84 fm beregnet i 2010 basert på den eksotiske "muoniske hydrogenstrålingen ."
To år senere krysssjekket en annen gruppe forskere som jobbet i USA, Ukraina, Russland og Armenia, som dannet PRad-teamet ved Jefferson Lab i Virginia, målingene med nytt eksperiment på spredning av protoner på elektroner. Forskerne fikk resultatet - 0,831 femtometer. Forfatterne av Nature-artikkelen om dette tror ikke problemet er fullstendig løst. Dette er vår kunnskap om partikkelen, som er "grunnlaget" for materie.
Det sier vi helt klart proton - en stabil subatomær partikkel fra gruppen av baryoner med en ladning på +1 og en hvilemasse på omtrent 1 enhet. Protoner og nøytroner er nukleoner, elementer av atomkjerner. Antall protoner i kjernen til et gitt atom er lik dets atomnummer, som er grunnlaget for å bestille grunnstoffene i det periodiske systemet. De er hovedkomponenten i primære kosmiske stråler. I følge standardmodellen er protonet en kompleks partikkel klassifisert som hadroner, eller mer presist baryoner. består av tre kvarker – to opp "u" og en ned "d" kvarker bundet av den sterke interaksjonen som overføres av gluoner.
I følge de siste eksperimentelle resultatene, hvis et proton forfaller, overstiger gjennomsnittlig levetid for denne partikkelen 2,1 · 1029 år. I følge standardmodellen kan ikke protonet, som den letteste baryonen, forfalle spontant. Utestede store forenede teorier forutsier vanligvis nedbrytningen av protonet med en levetid på minst 1 x 1036 år. Protonet kan for eksempel omdannes i prosessen med elektronfangst. Denne prosessen skjer ikke spontant, men kun som et resultat av gi ekstra energi. Denne prosessen er reversibel. For eksempel ved avskjed beta nøytron blir til et proton. Frie nøytroner henfaller spontant (levetid ca. 15 minutter), og danner et proton.
Nylig har eksperimenter vist at protoner og deres naboer er inne i kjernen til et atom. nøytroner virker mye større enn de burde være. Fysikere har kommet opp med to konkurrerende teorier som prøver å forklare dette fenomenet, og tilhengere av hver mener at den andre tar feil. Av en eller annen grunn oppfører protoner og nøytroner i tunge kjerner seg som om de var mye større enn da de var utenfor kjernen. Forskere kaller det EMC-effekten fra European Muon Collaboration, gruppen som ved et uhell oppdaget det. Dette er et brudd på de eksisterende.
Forskerne foreslår at kvarkene som utgjør nukleoner, samhandler med andre kvarker av andre protoner og nøytroner, og ødelegger veggene som skiller partikler. Quarks som danner en proton i kvarker danner et annet proton, begynner de å okkupere samme sted. Dette fører til at protoner (eller nøytroner) strekker seg og blir uskarpe. De vokser veldig sterkt, om enn på veldig kort tid. Imidlertid er ikke alle fysikere enige i denne beskrivelsen av fenomenet. Så det ser ut til at det sosiale livet til et proton i en atomkjerne ikke er mindre mystisk enn dets alder og størrelse.
