Protonam ir trīs daļas, divi kvarki uz augšu un viens uz leju kvarks… un gluoni, ar kuriem šie trīs kvarki apmainās, tas ir, kā darbojas spēcīgais (kodolieroču) spēks, lai neļautu tiem izkļūt.
Protonu pasaule ir pilnīgi kvantu pasaule, un tāpēc to pilnībā raksturo tikai nedaudzi skaitļi, kas raksturo tā griešanos (tehnisks termins, ko nedrīkst sajaukt ar ikdienas angļu vārdu; protona spin ir 1/2), elektrisks maksa (+1 e vai 1,602176487 (40) × 10-19 C), izospin (arī 1/2) un paritāte (+1). Šīs īpašības ir iegūtas tieši no protonu daļām, trīs kvarkiem; piemēram, augšējā kvarka elektriskā lādiņa ir +2/3 e, bet lejā -1/3 e, kas veido +1 e. Vēl viens piemērs, krāsas lādiņš: protonam krāsas lādiņš ir nulle, bet katram no tā veidojošajiem trim kvarkiem krāsas lādiņš nav ar nulli - viens ir “zils”, viens “sarkans” un viens “zaļš” - kuru “summa” 'līdz nullei (protams, krāsas lādiņam nav nekā kopīga ar tām krāsām, kuras jūs un es redzu mūsu acīm!).
Murray Gell-Mann un George Zweig patstāvīgi nāca klajā ar ideju, ka protona daļas ir kvarki, 1964. gadā (lai gan tikai pēc vairākiem gadiem tika iegūti labi pierādījumi par šādu daļu esamību). Par to un citu darbu pie pamatdaļiņām (Zveigs vēl nav saņēmis Nobeli) Gels-Manns vēlāk tika apbalvots ar Nobela fizikas balvu.
Kvantu teorija, kas apraksta spēcīgu mijiedarbību (vai spēcīgu kodolenerģijas spēku), ir kvantu hromodinamika, īsi - QCD (daļēji nosaukta pēc kvarku “krāsām”), un tas izskaidro, kāpēc protonam ir masa, ko tā dara. Redzi, augšējā kvarka masa ir aptuveni 2,4 MeV (megaelektronu volti; daļiņu fiziķi mēra masu MeV / c2), un pazeminātā vērtība ir aptuveni 4,8 MeV. Gluoniem, tāpat kā fotoniem, nav masas, tāpēc protona masai vajadzētu būt aptuveni 9,6 MeV (= 2 x 2,4 + 4,8), vai ne? Bet patiesībā tas ir 938 MeV! QCD atspoguļo šo milzīgo atšķirību pēc QCD vakuuma enerģijas protona iekšpusē; galvenokārt kvarku un gluonu nepārtrauktas mijiedarbības pašenerģija.
Papildu informācija: RHIC fizika (Brukhāvenas Nacionālā laboratorija), Kā protoni un neitroni tiek turēti kodolā? Un vai protoni un neitroni ir fundamentāli? (Daļiņu piedzīvojums) ir trīs labas vietas, kur doties!
Daži no kosmosa žurnāla rakstiem, kas attiecas uz protonu daļām, ir šādi: Galīgais detektors, kas atrodas lielā hadronu sadursmē, Piena ceļā atklātie deitērija slēptie veikali un jauns pētījums atklāj, ka pamata spēks laika gaitā nav mainījies.
Divas astronomijas cast epizodes, kuras jūs nevēlaties palaist garām, uz protonu daļām: Spēcīgie un vājie kodolieroču spēki un Atoma iekšpusē.
Avoti:
Chem4Kids
Wikipedia
