tajne protona. Starost i veličina još nisu poznati
Dobro je poznato da u protonu postoje tri kvarka. Zapravo, njegova struktura je složenija (1), a dodavanje gluona koji međusobno vežu kvarkove nije kraj stvari. Proton se smatra pravim morem kvarkova i antikvarkova koji dolaze i odlaze, što je čudno za tako stabilnu česticu materije.
Do nedavno, čak ni tačna veličina protona nije bila poznata. Dugo vremena su fizičari imali vrijednost od 0,877. femtometar (fm, gdje je femtometar jednak 100 kvintiliona metara). Godine 2010. međunarodni tim je sproveo novi eksperiment na Institutu Paul Scherrer u Švicarskoj i dobio nešto nižu vrijednost od 0,84 fm. Njemački fizičari su 2017. godine, na osnovu svojih mjerenja, izračunali radijus protona od 0,83 fm i, kako se očekivalo s preciznošću greške mjerenja, odgovarao bi vrijednosti od 0,84 fm izračunatoj 2010. na osnovu egzotičnog "mjuonskog vodikovog zračenja ."
Dvije godine kasnije, druga grupa naučnika koji rade u SAD-u, Ukrajini, Rusiji i Jermeniji, koja je formirala PRad tim u Jefferson Lab u Virdžiniji, unakrsno je provjerila mjerenja sa novi eksperiment o rasejanju protona na elektronima. Naučnici su dobili rezultat - 0,831 femtometar. Autori Nature rada o tome ne vjeruju da je problem u potpunosti riješen. Ovo je naše znanje o čestici, koja je "osnova" materije.
Mi to jasno kažemo proton - stabilna subatomska čestica iz grupe bariona sa nabojem od +1 i masom mirovanja od približno 1 jedinice. Protoni i neutroni su nukleoni, elementi atomskih jezgara. Broj protona u jezgru datog atoma jednak je njegovom atomskom broju, što je osnova za sređivanje elemenata u periodnom sistemu. Oni su glavna komponenta primarnih kosmičkih zraka. Prema Standardnom modelu, proton je složena čestica klasifikovana kao hadroni, tačnije, barioni. sastoji se od tri kvarka – dva gore “u” i jedan donji “d” kvarka vezana snažnom interakcijom koju prenose gluoni.
Prema najnovijim eksperimentalnim rezultatima, ako se proton raspadne, prosječno vrijeme života ove čestice prelazi 2,1 · 1029 godina. Prema Standardnom modelu, proton, kao najlakši barion, ne može se spontano raspasti. Neprovjerene teorije velikog ujedinjenja obično predviđaju raspad protona sa životnim vijekom od najmanje 1 x 1036 godina. Proton se može pretvoriti, na primjer, u procesu hvatanja elektrona. Ovaj proces se ne dešava spontano, već samo kao rezultat pružaju dodatnu energiju. Ovaj proces je reverzibilan. Na primjer, prilikom rastanka beta neutron pretvara u proton. Slobodni neutroni se spontano raspadaju (životni vijek oko 15 minuta), formirajući proton.
Nedavno su eksperimenti pokazali da se protoni i njihovi susjedi nalaze unutar jezgra atoma. neutroni izgledaju mnogo veće nego što bi trebalo da budu. Fizičari su došli do dvije suprotstavljene teorije pokušavajući da objasne ovaj fenomen, a zagovornici svake vjeruju da je druga pogrešna. Iz nekog razloga, protoni i neutroni unutar teških jezgara ponašaju se kao da su mnogo veći nego kada su bili izvan jezgra. Naučnici to zovu EMC efektom iz European Muon Collaboration, grupe koja ga je slučajno otkrila. Ovo je kršenje postojećih.
Istraživači sugeriraju da kvarkovi koji čine nukleone stupaju u interakciju s drugim kvarkovima drugih protona i neutrona, uništavajući zidove koji razdvajaju čestice. Kvarkovi koji čine jedno proton i kvarkovi formirajući drugi proton, počinju da zauzimaju isto mesto. Ovo uzrokuje da se protoni (ili neutroni) rastežu i zamućuju. Rastu veoma snažno, iako u vrlo kratkom vremenskom periodu. Međutim, ne slažu se svi fizičari sa ovim opisom fenomena. Stoga se čini da društveni život protona u atomskom jezgru nije ništa manje misteriozan od njegove starosti i veličine.
