secrets de protons. L'edat i la mida encara no es coneixen
És ben sabut que en un protó hi ha tres quarks. De fet, la seva estructura és més complicada (1), i l'addició de gluons que uneixen els quarks no és el final de la qüestió. El protó es considera un veritable mar de quarks i antiquarks que van i vénen, cosa estranya per a una partícula de matèria tan estable.
Fins fa poc, fins i tot la mida exacta del protó era desconeguda. Durant molt de temps, els físics van tenir un valor de 0,877. femtòmetre (fm, on el femtòmetre és igual a 100 quintilions de metres). El 2010, un equip internacional va realitzar un nou experiment a l'Institut Paul Scherrer de Suïssa i va obtenir un valor lleugerament inferior de 0,84 fm. L'any 2017, els físics alemanys, a partir de les seves mesures, van calcular un radi de protons de 0,83 fm i, com s'esperava amb la precisió de l'error de mesura, correspondria al valor de 0,84 fm calculat el 2010 a partir de l'exòtica "radiació d'hidrogen muònica". ."
Dos anys més tard, un altre grup de científics que treballaven als EUA, Ucraïna, Rússia i Armènia, que van formar l'equip PRad al Jefferson Lab de Virgínia, van contrastar les mesures amb nou experiment sobre la dispersió de protons sobre electrons. Els científics van obtenir el resultat: 0,831 femtòmetres. Els autors de l'article de Nature sobre això no creuen que el problema estigui completament resolt. Aquest és el nostre coneixement de la partícula, que és la "base" de la matèria.
Ho diem clarament protó - una partícula subatòmica estable del grup dels barions amb una càrrega de +1 i una massa en repòs d'aproximadament 1 unitat. Els protons i els neutrons són nucleons, elements dels nuclis atòmics. El nombre de protons del nucli d'un àtom donat és igual al seu nombre atòmic, que és la base per ordenar els elements de la taula periòdica. Són el component principal dels raigs còsmics primaris. Segons el model estàndard, el protó és una partícula complexa classificada com hadrons, o més precisament, barions. està format per tres quarks – dos quarks “u” amunt i un quark “d” avall units per la força forta transmesa pels gluons.
Segons els últims resultats experimentals, si un protó es desintegra, la vida mitjana d'aquesta partícula supera els 2,1 · 1029 anys. Segons el model estàndard, el protó, com el barió més lleuger, no pot decaure espontàniament. Les teories gran unificades no provades solen predir la desintegració del protó amb una vida útil d'almenys 1 x 1036 anys. El protó es pot convertir, per exemple, en el procés de captura d'electrons. Aquest procés no es produeix espontàniament, sinó només com a resultat proporcionar energia addicional. Aquest procés és reversible. Per exemple, quan es trenca beta neutró es converteix en un protó. Els neutrons lliures es desintegren espontàniament (durada d'uns 15 minuts), formant un protó.
Recentment, experiments han demostrat que els protons i els seus veïns es troben dins del nucli d'un àtom. neutrons semblen molt més grans del que haurien de ser. Els físics han presentat dues teories en competència que intenten explicar aquest fenomen, i els defensors de cadascuna creuen que l'altra està equivocada. Per alguna raó, els protons i els neutrons dins dels nuclis pesats es comporten com si fossin molt més grans que quan estaven fora del nucli. Els científics l'anomenen efecte EMC de l'European Muon Collaboration, el grup que el va descobrir accidentalment. Això és una violació de les existents.
Els investigadors suggereixen que els quarks que formen els nucleons interactuen amb altres quarks d'altres protons i neutrons, destruint les parets que separen les partícules. Quarks que en formen un protó i quarks formant un altre protó, comencen a ocupar el mateix lloc. Això fa que els protons (o neutrons) s'estirin i es desdibuixin. Creixen amb molta força, encara que en un període de temps molt curt. Tanmateix, no tots els físics estan d'acord amb aquesta descripció del fenomen. Així doncs, sembla que la vida social d'un protó en un nucli atòmic no és menys misteriosa que la seva edat i grandària.
