Kas ir kada atrado protoną ir neutroną. Protonų masė

Šiame straipsnyje rasite informacijos apie protoną, kaip elementarią dalelę, kuri kartu su kitais jos elementais sudaro visatos pagrindą, naudojamą chemijoje ir fizikoje. Bus nustatytos protono savybės, jo charakteristikos chemijoje ir stabilumas.

Kas yra protonas

Protonas yra vienas iš elementariųjų dalelių atstovų, kuris priskiriamas barionams, pvz. kurioje fermionai stipriai sąveikauja, o pati dalelė susideda iš 3 kvarkų. Protonas yra stabili dalelė ir turi asmeninį impulsą – sukimąsi ½. Fizinis protono pavadinimas yra p(arba p +)

Protonas yra elementarioji dalelė, dalyvaujanti termobranduolinio tipo procesuose. Būtent tokio tipo reakcija iš esmės yra pagrindinis žvaigždžių generuojamos energijos šaltinis visoje visatoje. Beveik visas Saulės išskiriamas energijos kiekis egzistuoja tik dėl 4 protonų susijungimo į vieną helio branduolį, susidarius vienam neutronui iš dviejų protonų.

Protonui būdingos savybės

Protonas yra vienas iš barionų atstovų. Tai faktas. Protono krūvis ir masė yra pastovūs dydžiai. Protonas yra elektriškai įkrautas +1, o jo masė nustatoma įvairiais matavimo vienetais ir yra MeV 938,272 0813(58), protono kilogramais svoris yra 1,672 621 898(21) 10 −27 kg, atominių masių vienetais protono svoris yra 1,007 276 466 879(91) a. e.m., o elektrono masės atžvilgiu protonas sveria 1836,152 673 89 (17) elektrono atžvilgiu.

Protonas, kurio apibrėžimas jau buvo pateiktas aukščiau, fizikos požiūriu, yra elementarioji dalelė, kurios projekcija yra izospinas +½, o branduolinė fizika šią dalelę suvokia su priešingu ženklu. Pats protonas yra nukleonas ir susideda iš 3 kvarkų (du u kvarkai ir vienas d kvarkas).

Protono struktūrą eksperimentiškai ištyrė branduolinis fizikas iš Jungtinių Amerikos Valstijų – Robertas Hofstadteris. Siekdamas šio tikslo, fizikas susidūrė su protonais su didelės energijos elektronais ir už apibūdinimą buvo apdovanotas Nobelio fizikos premija.

Protone yra šerdis (sunkioji šerdis), kurioje yra apie trisdešimt penkis procentus protono elektros krūvio energijos ir kurios tankis yra gana didelis. Šerdį supantis apvalkalas yra santykinai išsikrovęs. Apvalkalas daugiausia susideda iš virtualių ir p tipo mezonų, turi apie penkiasdešimt procentų protono elektrinio potencialo ir yra maždaug 0,25 * 10 13 – 1,4 * 10 13 atstumu. Dar toliau, maždaug 2,5 * 10 13 centimetrų atstumu, apvalkalas susideda iš ir w virtualių mezonų ir jame yra maždaug penkiolika procentų likusių protono elektros krūvio.

Protonų stabilumas ir stabilumas

Laisvoje būsenoje protonas nerodo jokių skilimo požymių, o tai rodo jo stabilumą. Stabilią protono, kaip lengviausio barionų atstovo, būseną lemia barionų skaičiaus išsaugojimo dėsnis. Nepažeisdami SBC dėsnio, protonai gali suskaidyti į neutrinus, pozitronus ir kitas lengvesnes elementarias daleles.

Atomų branduolio protonas turi galimybę užfiksuoti tam tikrų tipų elektronus, turinčius K, L, M atomų apvalkalus. Protonas, užbaigęs elektronų gaudymą, virsta neutronu ir dėl to išskiria neutriną, o elektronų gaudymo metu susidariusi „skylė“ užpildoma elektronais iš viršaus po apatiniais atomo sluoksniais.

Neinercinėse atskaitos sistemose protonai turi įgyti ribotą eksploatavimo laiką, kurį galima apskaičiuoti; taip yra dėl Unruh efekto (spinduliavimo), kuris kvantinio lauko teorijoje numato galimą šiluminės spinduliuotės apmąstymą atskaitos sistemoje, kuri yra pagreitinta šio tipo spinduliuotės nebuvimas. Taigi protonas, jei jo gyvavimo laikas yra ribotas, gali patirti beta skilimą į pozitroną, neutroną arba neutriną, nepaisant to, kad pats tokio skilimo procesas yra uždraustas ZSE.

Protonų panaudojimas chemijoje

Protonas yra H atomas, sudarytas iš vieno protono ir neturintis elektrono, todėl chemine prasme protonas yra vienas H atomo branduolys.Neutronas, susietas su protonu, sukuria atomo branduolį. Dmitrijaus Ivanovičiaus Mendelejevo PTCE elemento numeris nurodo protonų skaičių konkretaus elemento atome, o elemento numerį lemia atomo krūvis.

Vandenilio katijonai yra labai stiprūs elektronų akceptoriai. Chemijoje protonai daugiausia gaunami iš organinių ir mineralinių rūgščių. Jonizacija yra protonų gamybos dujų fazėse būdas.

Protonai dalyvauja termobranduolinėse reakcijose, kurios yra pagrindinis žvaigždžių generuojamos energijos šaltinis. Visų pirma, reakcijos p-ciklas, kuris yra beveik visos Saulės skleidžiamos energijos šaltinis, susideda iš keturių protonų sujungimo į helio-4 branduolį ir dviejų protonų pavertimą neutronais.

Fizikoje protonas žymimas p(arba p+ ). Protono (laikomo teigiamu vandenilio jonu) cheminis žymėjimas yra H +, astrofizinis - HII.

Atidarymas

Protonų savybės

Protonų ir elektronų masių santykis, lygus 1836,152 673 89(17), 0,002% tikslumu yra lygus reikšmei 6π 5 = 1836,118...

Protono vidinę struktūrą pirmasis eksperimentiškai ištyrė R. Hofstadteris, tirdamas didelės energijos elektronų (2 GeV) pluošto susidūrimus su protonais (1961 m. Nobelio fizikos premija). Protonas susideda iš sunkios šerdies (šerdies), kurios spindulys cm, turinčios didelį masės ir krūvio tankį, nešančios ≈ 35 % (\displaystyle \apytiksliai 35\,\%) protono ir jį supančio palyginti reto apvalkalo elektrinis krūvis. Per atstumą nuo ≈ 0, 25 ⋅ 10–13 (\displaystyle \approx 0(,)25\cdot 10^(-13)) prieš ≈ 1 , 4 ⋅ 10–13 (\displaystyle \approx 1(,)4\cdot 10^(-13)) cm šis apvalkalas daugiausia susideda iš virtualių ρ - ir π -mezonų ≈ 50 % (\displaystyle \apytiksliai 50\,\%) protono elektrinis krūvis, tada į atstumą ≈ 2, 5 ⋅ 10–13 (\displaystyle \approx 2(,)5\cdot 10^(-13)) cm pratęsia virtualių ω - ir π -mezonų apvalkalą, pernešantį ~ 15% protono elektros krūvio.

Slėgis protono centre, kurį sukuria kvarkai, yra apie 10 35 Pa (10 30 atmosferų), tai yra didesnis nei slėgis neutroninių žvaigždžių viduje.

Protono magnetinis momentas matuojamas matuojant protono magnetinio momento precesijos rezonansinio dažnio santykį tam tikrame vienodame magnetiniame lauke ir protono žiedinės orbitos tame pačiame lauke ciklotrono dažnį.

Yra trys fiziniai dydžiai, susiję su protonu, kurių ilgis yra toks:

Protono spindulio matavimai naudojant paprastus vandenilio atomus, atlikti įvairiais metodais nuo septintojo dešimtmečio, davė rezultatą (CODATA -2014). 0,8751 ± 0,0061 femtometras(1 fm = 10–15 m). Pirmieji eksperimentai su miuoniniais vandenilio atomais (kai elektronas pakeistas miuonu) šiam spinduliui davė 4 % mažesnį rezultatą: 0,84184 ± 0,00067 fm. Šio skirtumo priežastys vis dar neaiškios.

Stabilumas

Laisvasis protonas yra stabilus, eksperimentiniai tyrimai neatskleidė jokių jo skilimo požymių (apatinė gyvenimo trukmė yra 2,9⋅10 29 metai, nepriklausomai nuo skilimo kanalo, 1,6⋅10 34 metai skilimui į pozitroną ir neutralų pioną, 7,7⋅ 10 33 metai skilimui į teigiamą miuoną ir neutralų pioną). Kadangi protonas yra lengviausias iš barionų, protono stabilumas yra bariono skaičiaus išsaugojimo dėsnio pasekmė – protonas negali suskaidyti į jokias lengvesnes daleles (pavyzdžiui, į pozitroną ir neutriną), nepažeisdamas šio dėsnio. Tačiau daugelis teorinių standartinio modelio plėtinių numato procesus (dar nepastebėti), dėl kurių barionų skaičius neišsaugos, taigi ir protonų skilimas.

Atomo branduolyje surištas protonas gali užfiksuoti elektroną iš atomo elektronų K, L arba M apvalkalo (vadinamasis „elektronų gaudymas“). Atomo branduolio protonas, sugėręs elektroną, virsta neutronu ir kartu išspinduliuoja neutriną: p+e − →+ν e . K-, L- arba M-sluoksnyje esanti „skylė“, susidaranti elektronų gaudymo būdu, užpildoma elektronu iš vieno iš viršutinių atomo elektronų sluoksnių, skleidžiančiu būdingus rentgeno spindulius, atitinkančius atominį skaičių. Z− 1, ir (arba) Augerio elektronai. Yra žinoma daugiau nei 1000 izotopų iš 7
nuo 4 iki 262
105, suyra elektronų gaudymo būdu. Esant pakankamai didelei turimai skilimo energijai (aukščiau 2m e c 2 ≈ 1,022 MeV) atsidaro konkuruojantis skilimo kanalas – pozitronų skilimas p → +e ++ν e . Pabrėžtina, kad šie procesai galimi tik protonui kai kuriuose branduoliuose, kur trūkstamą energiją papildo susidariusio neutrono perėjimas į žemesnį branduolio apvalkalą; laisvajam protonui juos draudžia energijos tvermės įstatymas.

Protonų šaltinis chemijoje yra mineralinės (azoto, sieros, fosforo ir kitos) ir organinės (skruzdžių, acto, oksalo ir kitos) rūgštys. Vandeniniame tirpale rūgštys gali disociuoti, pašalindamos protoną, sudarydamos hidronio katijoną.

Dujinėje fazėje protonai gaunami jonizacijos būdu – elektrono pašalinimu iš vandenilio atomo. Nesužadinto vandenilio atomo jonizacijos potencialas yra 13,595 eV. Kai molekulinis vandenilis jonizuojamas greitais elektronais esant atmosferos slėgiui ir kambario temperatūrai, iš pradžių susidaro molekulinis vandenilio jonas (H 2 +) – fizinė sistema, susidedanti iš dviejų protonų, kuriuos vienas elektronas laiko kartu 1,06 atstumu. Tokios sistemos stabilumą, anot Paulingo, lemia elektrono rezonansas tarp dviejų protonų, kurių „rezonanso dažnis“ lygus 7·10 14 s −1. Kai temperatūra pakyla iki kelių tūkstančių laipsnių, vandenilio jonizacijos produktų sudėtis pasikeičia protonų - H + - naudai.

Taikymas

Pagreitintų protonų pluoštai naudojami eksperimentinėje elementariųjų dalelių fizikoje (sklaidos procesų tyrimas ir kitų dalelių pluoštų gamyba), medicinoje (protonų terapija sergant vėžiu).

taip pat žr

Pastabos

1. http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt Pagrindinės fizinės konstantos --- Visas sąrašas
2. CODATA reikšmė: protonų masė
3. CODATA reikšmė: protonų masė u
4. Ahmedas S.; ir kt. (2004). „Nukleonų skilimo apribojimai per nematomus režimus iš Sudbury Neutrino observatorijos“. Fizinės apžvalgos laiškai. 92 (10): 102004. arXiv: hep-ex/0310030. Bibcode:2004PhRvL..92j2004A. DOI:10.1103/PhysRevLett.92.102004. PMID.
5. CODATA reikšmė: protonų masės energijos ekvivalentas MeV
6. CODATA reikšmė: protonų ir elektronų masės santykis
7. , Su. 67.
8. Hofstadteris P. Branduolų ir nukleonų sandara // Fizik. - 1963. - T. 81, Nr. 1. - P. 185-200. - ISSN. - URL: http://ufn.ru/ru/articles/1963/9/e/
9. Ščelkinas K. I. Virtualūs procesai ir nukleono sandara // Mikropasaulio fizika - M.: Atomizdat, 1965. - P. 75.
10. Ždanovas G. B. Elastinė sklaida, periferinė sąveika ir rezonansai // Didelės energijos dalelės. Didelės energijos erdvėje ir laboratorijose - M.: Nauka, 1965. - P. 132.
11. Burkert V. D., Elouadrhiri L., Girod F. X. Slėgio pasiskirstymas protono viduje // Gamta. - 2018. - Gegužė (t. 557, Nr. 7705). - P. 396-399. – DOI:10.1038/s41586-018-0060-z.
12. Bethe, G., Morrison F. Elementarioji branduolio teorija. - M: IL, 1956. - P. 48.

Protonas (elementarioji dalelė)

Elementariųjų dalelių lauko teorija, veikianti MOKSLO rėmuose, remiasi FIZIKOS įrodytu pagrindu:

• Klasikinė elektrodinamika,
• Kvantinė mechanika (be virtualių dalelių, kurios prieštarauja energijos tvermės dėsniui),
• Apsaugos dėsniai yra pagrindiniai fizikos dėsniai.

Tai yra esminis skirtumas tarp mokslinio požiūrio, kurį naudoja elementariųjų dalelių lauko teorija - tikra teorija turi veikti griežtai pagal gamtos dėsnius: tai MOKSLAS.

Gamtoje neegzistuojančių elementariųjų dalelių panaudojimas, gamtoje neegzistuojančių esminių sąveikų išradimas arba gamtoje egzistuojančių sąveikų pakeitimas pasakiškomis, gamtos dėsnių ignoravimas, matematinių manipuliacijų su jomis veikla (mokslo įvaizdžio kūrimas) - tai yra PASAKŲ dalis, perduota kaip mokslas. Dėl to fizika nuslydo į matematinių pasakų pasaulį. Standartinio modelio pasakų personažai (kvarkai su gliuonais), kartu su pasakų gravitonais ir „Kvantinės teorijos“ pasakomis jau pateko į fizikos vadovėlius – ir klaidina vaikus, matematinę pasaką perleisdama kaip tikrovę. Sąžiningos naujosios fizikos šalininkai bandė tam pasipriešinti, tačiau jėgos nebuvo lygios. Taip buvo iki 2010 m., prieš atsirandant elementariųjų dalelių lauko teorijai, kai kova už FIZIKOS-MOKSLO atgimimą perėjo į atviros konfrontacijos tarp tikros mokslinės teorijos ir matematinių pasakų, kurios užgrobė valdžią fizikoje. mikropasaulis (ir ne tik).

Tačiau žmonija nebūtų sužinojusi apie Naujosios fizikos pasiekimus be interneto, paieškos sistemų ir galimybės svetainės puslapiuose laisvai sakyti tiesą. Kalbant apie leidinius, kurie uždirba iš mokslo, kas šiandien juos skaito už pinigus, kai galima greitai ir laisvai gauti reikiamą informaciją internete.

1 Protonas yra elementarioji dalelė
2 Kai fizika liko mokslu
3 Protonai fizikoje
4 Protono spindulys
5 Protono magnetinis momentas
6 Protono elektrinis laukas

6.1 Protonų elektrinis laukas tolimojoje zonoje
6.2 Protono elektros krūviai
6.3 Protono elektrinis laukas artimoje zonoje

7 Protonų ramybės masė
8 Protono tarnavimo laikas
9 Tiesa apie standartinį modelį
10 Nauja fizika: protonas – santrauka

Ernestas Rutherfordas 1919 m., apšvitindamas azoto branduolius alfa dalelėmis, stebėjo vandenilio branduolių susidarymą. Rutherfordas po susidūrimo susidariusią dalelę pavadino protonu. Pirmąsias protonų pėdsakų debesų kameroje nuotraukas 1925 m. padarė Patrickas Blackettas. Tačiau patys vandenilio jonai (kurie yra protonai) buvo žinomi gerokai prieš Rutherfordo eksperimentus.
Šiandien, XXI amžiuje, fizika gali daug daugiau pasakyti apie protonus.

1 Protonas yra elementari dalelė

Fizikos idėjos apie protono struktūrą keitėsi tobulėjant fizikai.
Iš pradžių fizikai protoną laikė elementaria dalele iki 1964 m., kai GellMann ir Zweig nepriklausomai pasiūlė kvarko hipotezę.

Iš pradžių hadronų kvarkų modelis apsiribojo tik trimis hipotetiniais kvarkais ir jų antidalelėmis. Tai leido teisingai apibūdinti tuo metu žinomą elementariųjų dalelių spektrą, neatsižvelgiant į leptonus, kurie netilpo į siūlomą modelį ir todėl buvo pripažinti elementariais, kartu su kvarkais. Kaina už tai buvo dalinių elektros krūvių, kurių gamtoje nėra, įvedimas. Vėliau, tobulėjant fizikai ir atsirandant naujiems eksperimentiniams duomenims, kvarkų modelis palaipsniui augo ir transformavosi, galiausiai tapdamas standartiniu modeliu.

Fizikai uoliai ieškojo naujų hipotetinių dalelių. Kvarkų paieška buvo vykdoma kosminiuose spinduliuose, gamtoje (nes jų dalinio elektros krūvio negalima kompensuoti) ir greitintuvuose.
Praėjo dešimtmečiai, augo greitintuvų galia, o hipotetinių kvarkų paieškos rezultatas visada buvo tas pats: Kvarkų gamtoje NĖRA.

Matydami kvarko (o vėliau ir standartinio) modelio mirties perspektyvą, jo šalininkai sukūrė ir žmonijai perdavė pasaką, kad kai kuriuose eksperimentuose buvo pastebėti kvarkų pėdsakai. – Šios informacijos patikrinti neįmanoma – eksperimentiniai duomenys apdorojami naudojant Standartinį modelį, ir jis visada ką nors išduos taip, kaip reikia. Fizikos istorija žino pavyzdžių, kai vietoj vienos dalelės įslydo kita – paskutinis toks manipuliavimas eksperimentiniais duomenimis buvo vektoriaus mezono paslydimas kaip pasakiškas Higso bozonas, tariamai atsakingas už dalelių masę, bet tuo pačiu. laikas nesukuria savo gravitacinio lauko. Ši matematinė pasaka netgi buvo apdovanota Nobelio fizikos premija. Mūsų atveju kintamo elektromagnetinio lauko stovinčios bangos, apie kurias buvo parašytos elementariųjų dalelių bangų teorijos, buvo nuslystos kaip pasakų kvarkai.

Kai sostas pagal standartinį modelį vėl ėmė drebėti, jo šalininkai sukūrė ir žmonijai išleido naują pasaką mažiesiems, pavadintą „Įkalinimas“. Bet kuris mąstantis žmogus iš karto pamatys jame pasityčiojimą iš energijos tvermės dėsnio – pamatinio gamtos dėsnio. Tačiau standartinio modelio šalininkai nenori matyti TIKROVĖS.

2 Kai fizika liko mokslu

Kai fizika dar liko mokslu, tiesą lėmė ne daugumos nuomonė, o eksperimentas. Tai yra esminis skirtumas tarp FIZIKOS MOKSLO ir matematinių pasakų, perduotų kaip fizika.
Visi eksperimentai, kuriuose ieškoma hipotetinių kvarkų(išskyrus, žinoma, paslydimą savo įsitikinimais, prisidengiant eksperimentiniais duomenimis) aiškiai parodė: gamtoje kvarkų NĖRA.

Dabar Standartinio modelio šalininkai bando pakeisti visų eksperimentų rezultatus, kurie standartiniam modeliui tapo mirties nuosprendžiu, savo kolektyvine nuomone, pateikdami tai realybe. Bet kad ir kiek ilgai tęstųsi pasaka, pabaiga vis tiek bus. Tik klausimas, kokia tai baigsis: Standartinio modelio šalininkai parodys sumanumą, drąsą ir pakeis savo pozicijas po vienbalsio eksperimentų verdikto (tiksliau: GAMTOS verdikto), arba bus paleisti į istoriją apsuptyje. universalus juokas Naujoji fizika – XXI amžiaus fizika, kaip pasakotojai, kurie bandė apgauti visą žmoniją. Pasirinkimas yra jų.

Dabar apie patį protoną.

3 Protonai fizikoje

Protonas – elementarioji dalelė kvantinis skaičius L=3/2 (spin = 1/2) - barionų grupė, protonų pogrupis, elektros krūvis +e (sisteminimas pagal elementariųjų dalelių lauko teoriją).
Pagal elementariųjų dalelių lauko teoriją (teorija, pagrįsta moksliniu pagrindu ir vienintelė, kuri gavo teisingą visų elementariųjų dalelių spektrą), protonas susideda iš besisukančio poliarizuoto kintamo elektromagnetinio lauko su pastoviu komponentu. Visi nepagrįsti Standartinio modelio teiginiai, kad protonas tariamai susideda iš kvarkų, neturi nieko bendra su tikrove. - Fizika eksperimentiškai įrodė, kad protonas turi elektromagnetinius laukus, taip pat ir gravitacinį lauką. Fizikai puikiai atspėjo, kad elementariosios dalelės ne tik turi, bet ir susideda iš elektromagnetinių laukų prieš 100 metų, tačiau teorijos sukurti nepavyko iki 2010 m. Dabar, 2015 m., atsirado ir elementariųjų dalelių gravitacijos teorija, kuri nustatė gravitacijos elektromagnetinį pobūdį ir gavo elementariųjų dalelių gravitacinio lauko lygtis, skirtingas nuo gravitacijos lygčių, kurių pagrindu daugiau nei viena matematinė buvo pastatyta fizikos pasaka.

Šiuo metu elementariųjų dalelių lauko teorija (skirtingai nei standartinis modelis) neprieštarauja eksperimentiniams duomenims apie elementariųjų dalelių struktūrą ir spektrą, todėl fizika gali ją laikyti gamtoje veikiančia teorija.

Protono elektromagnetinio lauko sandara(E pastovus elektrinis laukas, H pastovus magnetinis laukas, kintamasis elektromagnetinis laukas pažymėtas geltonai)
Energijos balansas (bendros vidinės energijos procentas):

• pastovus elektrinis laukas (E) - 0,346%,
• pastovus magnetinis laukas (H) - 7,44%,
• kintamasis elektromagnetinis laukas - 92,21%.

Iš to seka, kad protonui m 0~ =0,9221m 0 ir apie 8 procentai jo masės yra sutelkta pastoviuose elektriniuose ir magnetiniuose laukuose. Protono pastoviame magnetiniame lauke sukoncentruotos energijos ir pastoviame elektriniame lauke sukoncentruotos energijos santykis yra 21,48. Tai paaiškina branduolinių jėgų buvimą protone.

Protono elektrinis laukas susideda iš dviejų sričių: išorinės srities su teigiamu krūviu ir vidinės srities su neigiamu krūviu. Išorinio ir vidinio regionų krūvių skirtumas lemia bendrą protono elektros krūvį +e. Jo kvantavimas pagrįstas elementariųjų dalelių geometrija ir struktūra.

Štai kaip atrodo pagrindinė gamtoje egzistuojančių elementariųjų dalelių sąveika:

4 Protono spindulys

Elementariųjų dalelių lauko teorija apibrėžia dalelės spindulį (r) kaip atstumą nuo centro iki taško, kuriame pasiekiamas didžiausias masės tankis.

Protonui tai bus 3,4212 ∙10 -16 m. Prie to turime pridėti elektromagnetinio lauko sluoksnio storį ir gausime protono užimamos erdvės spindulį:

Protonui tai bus 4,5616 ∙10 -16 m. Taigi išorinė protono riba yra 4,5616 ∙10 -16 m atstumu nuo dalelės centro. Nedidelė masės dalis susikoncentruoja konstantoje Protono elektrinis ir pastovus magnetinis laukas pagal elektrodinamikos dėsnius yra už šio spindulio ribų.

5 Protono magnetinis momentas

Priešingai nei kvantinė teorija, elementariųjų dalelių lauko teorija teigia, kad elementariųjų dalelių magnetiniai laukai nėra sukurti dėl elektros krūvių sukimosi sukimosi, o egzistuoja kartu su pastoviu elektriniu lauku kaip pastovi elektromagnetinio lauko sudedamoji dalis. Štai kodėl Visos elementariosios dalelės, kurių kvantinis skaičius L>0, turi pastovius magnetinius laukus.
Elementariųjų dalelių lauko teorija nelaiko protono magnetinio momento anomaliniu – jo reikšmę kvantinių skaičių aibė nulemia tiek, kiek kvantinė mechanika veikia elementariojoje dalelėje.
Taigi pagrindinį protono magnetinį momentą sukuria dvi srovės:

• (+) su magnetiniu momentu +2 (eħ/m 0 s)
• (-) su magnetiniu momentu -0,5 (eħ/m 0 s)

Norint gauti gautą protono magnetinį momentą, reikia pridėti abu momentus, padauginti iš bangų kintančiame protono elektromagnetiniame lauke esančios energijos procentinės dalies (padalinta iš 100%) ir pridėti sukimosi komponentą (žr. elementariosios dalelės.2 dalis, 3.2 skirsnis), dėl to gauname 1,3964237 eh/m 0p c. Norint paversti įprastus branduolinius magnetonus, gautą skaičių reikia padauginti iš dviejų – galų gale turime 2,7928474.

Kai fizika padarė prielaidą, kad elementariųjų dalelių magnetinius momentus sukuria jų elektrinio krūvio sukimosi sukimasis, jiems matuoti buvo pasiūlyti atitinkami vienetai: protonui tai eh/2m 0p c (atminkite, kad protono sukinys yra 1/ 2) vadinamas branduoliniu magnetonu. Dabar 1/2 galima praleisti, nes nenešanti semantinio krūvio, ir palikti tiesiog eh/m 0p c.

Bet jei rimtai, tai elementariųjų dalelių viduje nėra elektros srovių, bet yra magnetiniai laukai (ir nėra elektros krūvių, bet yra elektriniai laukai). Neįmanoma pakeisti tikrų elementariųjų dalelių magnetinių laukų magnetiniais srovių laukais (taip pat tikrų elementariųjų dalelių elektrinių laukų su elektros krūvių laukais), neprarandant tikslumo - šie laukai yra kitokio pobūdžio. Čia yra ir kita elektrodinamika – Lauko fizikos elektrodinamika, kuri dar turi būti sukurta, kaip ir pati lauko fizika.

6 Protono elektrinis laukas

6.1 Protonų elektrinis laukas tolimojoje zonoje

Fizikos žinios apie protonų elektrinio lauko sandarą pasikeitė tobulėjant fizikai. Iš pradžių buvo manoma, kad protono elektrinis laukas yra taškinio elektros krūvio +e laukas. Šiam laukui bus:
potencialus Protono elektrinis laukas taške (A) tolimojoje zonoje (r > > r p), SI sistemoje yra lygus:

įtampa Protono elektrinio lauko E tolimojoje zonoje (r > > r p) tiksliai, SI sistemoje yra lygus:

Kur n = r/|r| - vienetinis vektorius nuo protono centro stebėjimo taško kryptimi (A), r - atstumas nuo protonų centro iki stebėjimo taško, e - elementarus elektros krūvis, vektoriai paryškinti, ε 0 - elektros konstanta, r p =Lħ /(m 0~ c ) – protono spindulys lauko teorijoje, L – pagrindinis protono kvantinis skaičius lauko teorijoje, ħ – Planko konstanta, m 0~ – masės kiekis, esantis kintamajame elektromagnetiniame lauke. protonas ramybės būsenoje, C – šviesos greitis. (GHS sistemoje daugiklio nėra. SI daugiklis.)

Šios matematinės išraiškos yra teisingos protono elektrinio lauko tolimojoje zonoje: r p , tačiau fizika tada padarė prielaidą, kad jų galiojimas taip pat apima artimąją zoną iki 10–14 cm atstumų.

6.2 Protono elektros krūviai

XX amžiaus pirmoje pusėje fizikai tikėjo, kad protonas turi tik vieną elektros krūvį ir jis lygus +e.

Po kvarko hipotezės atsiradimo fizika pasiūlė, kad protono viduje yra ne vienas, o trys elektros krūviai: du elektros krūviai +2e/3 ir vienas elektros krūvis -e/3. Iš viso šie mokesčiai suteikia +e. Tai buvo padaryta todėl, kad fizika teigė, kad protonas turi sudėtingą struktūrą ir susideda iš dviejų aukštesnių kvarkų, kurių krūvis yra +2e/3, ir vieno d kvarko, kurio krūvis yra -e/3. Tačiau kvarkai nebuvo aptikti nei gamtoje, nei greitintuvuose esant jokiai energijai, beliko arba pagrįsti savo egzistavimą tikėjimu (tai ir padarė Standartinio modelio šalininkai), arba ieškoti kitos elementariųjų dalelių struktūros. Tačiau tuo pat metu fizikoje nuolat kaupėsi eksperimentinė informacija apie elementarias daleles, o kai jos prisikaupė pakankamai, kad būtų galima permąstyti, kas buvo padaryta, gimė elementariųjų dalelių lauko teorija.

Pagal elementariųjų dalelių lauko teoriją, elementariųjų dalelių, kurių kvantinis skaičius L>0, tiek įkrautų, tiek neutralių, pastovų elektrinį lauką sukuria atitinkamos elementariosios dalelės nuolatinė elektromagnetinio lauko dedamoji.(ne elektros krūvis yra pagrindinė elektrinio lauko priežastis, kaip XIX a. tikėjo fizika, o elementariųjų dalelių elektriniai laukai yra tokie, kad jie atitinka elektros krūvių laukus). O elektros krūvio laukas atsiranda dėl asimetrijos tarp išorinio ir vidinio pusrutulių, sukuriančių priešingų ženklų elektrinius laukus. Įkrautoms elementariosioms dalelėms tolimojoje zonoje susidaro elementariojo elektros krūvio laukas, o elektros krūvio ženklą lemia išorinio pusrutulio generuojamo elektrinio lauko ženklas. Artimojoje zonoje šis laukas yra sudėtingos struktūros ir yra dipolis, bet neturi dipolio momento. Norint apytiksliai apibūdinti šį lauką kaip taškinių krūvių sistemą, protono viduje reikės mažiausiai 6 „kvarkų“ - bus tiksliau, jei paimsime 8 „kvarkus“. Akivaizdu, kad tokių „kvarkų“ elektros krūviai visiškai skirsis nuo standartinio modelio (su jo kvarkais).

Elementariųjų dalelių lauko teorija nustatė, kad protoną, kaip ir bet kurią kitą teigiamai įkrautą elementariąją dalelę, galima atskirti du elektros krūviai ir atitinkamai du elektros spinduliai:

• išorinio pastovaus elektrinio lauko elektrinis spindulys (krūvis q + =+1,25e) - r q+ = 4,39 10 -14 cm,
• vidinio pastovaus elektrinio lauko elektrinis spindulys (krūvis q - = -0,25e) - r q- = 2,45 10 -14 cm.

Šios protonų elektrinio lauko charakteristikos atitinka 1-osios elementariųjų dalelių lauko teorijos pasiskirstymą. Fizika dar eksperimentiškai nenustatė šio skirstinio tikslumo ir kuris skirstinys tiksliausiai atitinka tikrąją pastovaus protono elektrinio lauko struktūrą artimojoje zonoje, taip pat protono elektrinio lauko struktūrą artimojoje zonoje. (r p eilės atstumais). Kaip matote, elektros krūviai yra artimi tariamų kvarkų krūviams (+4/3e=+1,333e ir -1/3e=-0,333e) protone, tačiau skirtingai nei kvarkai, elektromagnetiniai laukai egzistuoja prigimtį, ir turi panašią konstantos struktūrą Bet kuri teigiamai įkrauta elementarioji dalelė turi elektrinį lauką, nepriklausomai nuo sukinio dydžio ir... .

Kiekvienos elementariosios dalelės elektrinių spindulių reikšmės yra unikalios ir nustatomos pagal pagrindinį kvantinį skaičių lauko teorijoje L, likusios masės vertę, energijos procentą, esantį kintamajame elektromagnetiniame lauke (kur veikia kvantinė mechanika). ) ir elementariosios dalelės elektromagnetinio lauko pastovaus komponento struktūra (visoms elementariosioms dalelėms, kurių pagrindinis kvantinis skaičius L), generuojantis išorinį pastovų elektrinį lauką. Elektrinis spindulys rodo vidutinę elektros krūvio, tolygiai paskirstyto aplink perimetrą, vietą, sukuriant panašų elektrinį lauką. Abu elektros krūviai yra toje pačioje plokštumoje (elementariosios dalelės kintamojo elektromagnetinio lauko sukimosi plokštumoje) ir turi bendrą centrą, kuris sutampa su elementariosios dalelės kintamojo elektromagnetinio lauko sukimosi centru.

6.3 Protono elektrinis laukas artimoje zonoje

Žinant elementariosios dalelės viduje esančių elektros krūvių dydį ir jų vietą, galima nustatyti jų sukuriamą elektrinį lauką.

protono elektrinis laukas artimojoje zonoje (r~r p), SI sistemoje, kaip vektorių suma, yra apytiksliai lygus:

Kur n+ = r +/|r + | - vienetinis vektorius nuo artimojo (1) arba tolimojo (2) protonų krūvio q + taško stebėjimo taško (A) kryptimi, n- = r-/|r - | - vienetinis vektorius nuo artimojo (1) arba tolimojo (2) protono krūvio taško q - stebėjimo taško kryptimi (A), r - atstumas nuo protono centro iki stebėjimo taško projekcijos į protonų plokštuma, q + - išorinis elektros krūvis +1,25e, q - - vidinis elektros krūvis -0,25e, vektoriai paryškinti pusjuodžiu šriftu, ε 0 - elektros konstanta, z - stebėjimo taško aukštis (A) (atstumas nuo stebėjimo taškas į protonų plokštumą), r 0 - normalizavimo parametras. (GHS sistemoje daugiklio nėra. SI daugiklis.)

Ši matematinė išraiška yra vektorių suma ir turi būti apskaičiuojama pagal vektorių sudėjimo taisykles, nes tai yra dviejų paskirstytų elektros krūvių (+1,25e ir -0,25e) laukas. Pirmas ir trečias terminai atitinka artimuosius krūvių taškus, antrasis ir ketvirtasis – tolimuosius. Ši matematinė išraiška neveikia protono vidinėje (žiedo) srityje, generuodama jo pastovius laukus (jei vienu metu tenkinamos dvi sąlygos: ħ/m 0~ c
Elektrinio lauko potencialas protonas taške (A) artimoje zonoje (r~r p), SI sistemoje yra maždaug lygus:

Kur r 0 yra normalizuojantis parametras, kurio reikšmė gali skirtis nuo r 0 formulėje E. (SGS sistemoje nėra koeficiento SI daugiklio.) Ši matematinė išraiška neveikia protono vidinėje (žiedo) srityje. , generuodamas savo pastovius laukus (vienu metu vykdant dvi sąlygas: ħ/m 0~ c
Abiejų artimojo lauko išraiškų r 0 kalibravimas turi būti atliktas ties regiono, sukuriančio pastovius protonų laukus, ribos.

7 Protonų ramybės masė

Pagal klasikinę elektrodinamiką ir Einšteino formulę, likusioji elementariųjų dalelių, kurių kvantinis skaičius L>0, įskaitant protoną, masė apibrėžiama kaip jų elektromagnetinių laukų energijos ekvivalentas:

kur apibrėžtasis integralas perimtas visą elementariosios dalelės elektromagnetinį lauką, E – elektrinio lauko stipris, H – magnetinio lauko stipris. Čia atsižvelgiama į visus elektromagnetinio lauko komponentus: pastovų elektrinį lauką, pastovų magnetinį lauką, kintamąjį elektromagnetinį lauką. Ši maža, bet labai fiziškai talpi formulė, kurios pagrindu išvedamos elementariųjų dalelių gravitacinio lauko lygtys, į laužą atsiųs ne vieną pasakų „teoriją“ – štai kodėl kai kurie jų autoriai. negaliu pakęsti.

Kaip matyti iš aukščiau pateiktos formulės, protono ramybės masės vertė priklauso nuo protono buvimo sąlygų. Taigi, patalpindami protoną į pastovų išorinį elektrinį lauką (pavyzdžiui, atomo branduolį), paveiksime E 2, o tai paveiks protono masę ir jo stabilumą. Panaši situacija susiklostys, kai protonas bus patalpintas į pastovų magnetinį lauką. Todėl kai kurios protono savybės atomo branduolyje skiriasi nuo tų pačių laisvo protono savybių vakuume, toli nuo laukų.

8 Protono tarnavimo laikas

Fizikos nustatyta protono gyvavimo trukmė atitinka laisvąjį protoną.

Elementariųjų dalelių lauko teorija teigia, kad elementariosios dalelės gyvavimo laikas priklauso nuo sąlygų, kuriomis ji yra. Įdėdami protoną į išorinį lauką (pavyzdžiui, elektrinį), mes keičiame jo elektromagnetiniame lauke esančią energiją. Galite pasirinkti išorinio lauko ženklą, kad protono vidinė energija padidėtų. Galima pasirinkti tokią išorinio lauko stiprio reikšmę, kad protonui būtų įmanoma suskaidyti į neutroną, pozitroną ir elektroninį neutriną, todėl protonas tampa nestabilus. Būtent tai pastebima atomų branduoliuose, kuriuose gretimų protonų elektrinis laukas sukelia branduolio protono irimą. Kai į branduolį įvedama papildoma energija, protonų skilimas gali prasidėti esant mažesniam išorinio lauko stiprumui.

Viena įdomi savybė: skylant protonui atomo branduolyje, branduolio elektromagnetiniame lauke, iš elektromagnetinio lauko energijos gimsta pozitronas - iš „medžiagos“ (protono) gimsta „antimedžiaga“ (pozitronas). !!! ir tai nieko nestebina.

9 Tiesa apie standartinį modelį

Dabar susipažinkime su informacija, kurios Standartinio modelio šalininkai neleis skelbti „politkorektiškose“ svetainėse (pvz., pasaulio Vikipedijoje), kuriose Naujosios fizikos priešininkai gali negailestingai ištrinti (ar iškraipyti) šalininkų informaciją. Naujosios fizikos, dėl kurios TIESA tapo politikos auka:

1964 m. Gellmannas ir Zweigas savarankiškai pasiūlė kvarkų egzistavimo hipotezę, iš kurios, jų nuomone, sudaro hadronai. Naujosios dalelės buvo apdovanotos daliniu elektros krūviu, kurio gamtoje nėra.
Leptonai NEtilpo į šį Quark modelį, kuris vėliau išaugo į standartinį modelį, todėl buvo pripažintas tikrai elementariomis dalelėmis.
Norint paaiškinti kvarkų ryšį hadrone, buvo daroma prielaida, kad gamtoje egzistuoja stipri sąveika ir jos nešėjai gliuonai. Gliuonai, kaip ir tikėtasi kvantinėje teorijoje, turėjo vienetinį sukimąsi, dalelės ir antidalelės tapatybę ir nulinę ramybės masę, kaip fotonas.
Iš tikrųjų gamtoje nėra stiprios hipotetinių kvarkų sąveikos, o branduolinių nukleonų jėgų – ir tai yra skirtingos sąvokos.

Praėjo 50 metų. Gamtoje kvarkų niekada nebuvo aptikta ir mums buvo sugalvota nauja matematinė pasaka, pavadinta „Įkalinimas“. Mąstantis žmogus gali nesunkiai įžvelgti ryškų pagrindinio gamtos dėsnio – energijos tvermės dėsnio – nepaisymą. Tačiau mąstantis žmogus tai padarys, o pasakotojai gavo jiems tinkantį pasiteisinimą.

Gliuonai taip pat NĖRA rasta gamtoje. Faktas yra tas, kad tik vektoriniai mezonai (ir dar viena sužadinta mezonų būsena) gamtoje gali turėti vienetinį sukimąsi, tačiau kiekvienas vektorinis mezonas turi antidalelę. - Štai kodėl vektoriniai mezonai nėra tinkami kandidatai į „gluonus“. Išlieka pirmosios devynios sužadintos mezonų būsenos, tačiau 2 iš jų prieštarauja pačiam standartiniam modeliui ir standartinis modelis nepripažįsta jų egzistavimo gamtoje, o likusios buvo gerai ištirtos fizikos, ir jų perduoti nebus įmanoma. kaip pasakiški gliuonai. Yra paskutinis variantas: surištą leptonų poros (miuonų arba tau leptonų) būseną perduoti gliuonu, bet net ir tai galima apskaičiuoti irimo metu.

Taigi, Gamtoje taip pat nėra gliuonų, kaip ir kvarkų bei fiktyvios stiprios sąveikos gamtoje..
Manote, kad standartinio modelio šalininkai to nesupranta – jie vis dar supranta, bet tiesiog šlykštu pripažinti klaidingą to, ką jie darė dešimtmečius. Štai kodėl matome naujas matematines pasakas (styginių „teorija“ ir kt.).

10 Nauja fizika: protonas – santrauka

Pagrindinėje straipsnio dalyje apie pasakų kvarkus (su pasakų gluonais) išsamiai nekalbėjau, nes jų gamtoje NĖRA ir nėra prasmės kišti į galvą pasakų (be reikalo) - ir be pagrindinių elementų. pamatas: kvarkai su gliuonais, standartinis modelis žlugo - jo dominavimo fizikoje laikas BAIGTA (žr. Standartinį modelį).

Elektromagnetizmo vietą gamtoje galite ignoruoti tiek laiko, kiek norite (sutikdami jį kiekviename žingsnyje: šviesa, šiluminė spinduliuotė, elektra, televizija, radijas, telefono ryšys, įskaitant korinį, internetas, be kurių žmonija nebūtų žinojusi apie Lauko teorijos elementariųjų dalelių egzistavimą, ...), ir toliau kurti naujas pasakas, kurios pakeistų bankrutavusias, jas perkeldamos kaip mokslą; atkakliai, vertas geresnio naudojimo, galite ir toliau kartoti mintinai išmoktas Standartinio modelio ir kvantinės teorijos PASAKAS; bet elektromagnetiniai laukai gamtoje buvo, yra, bus ir gali puikiai apsieiti be pasakiškų virtualių dalelių, taip pat elektromagnetinių laukų kuriamos gravitacijos, bet pasakos turi gimimo laiką ir laiką, kai nustoja daryti įtaką žmonėms. Kalbant apie gamtą, jai NESKELBIA pasakos ar bet kokia kita literatūrinė žmogaus veikla, net jei už jas skiriama Nobelio fizikos premija. Gamta yra struktūrizuota taip, kaip ji yra struktūrizuota, o FIZIKOS MOKSLO užduotis yra ją suprasti ir apibūdinti.

Dabar prieš jus atsivėrė naujas pasaulis - dipolio laukų pasaulis, apie kurio egzistavimą XX amžiaus fizika net neįtarė. Matėte, kad protonas turi ne vieną, o du elektros krūvius (išorinį ir vidinį) ir du atitinkamus elektrinius spindulius. Pamatėte, iš ko susideda likusi protono masė ir kad neveikė įsivaizduojamas Higso bozonas (Nobelio komiteto sprendimai dar nėra gamtos dėsniai...). Be to, masės dydis ir gyvenimo trukmė priklauso nuo laukų, kuriuose yra protonas. Tai, kad laisvasis protonas yra stabilus, nereiškia, kad jis išliks stabilus visada ir visur (atomų branduoliuose stebimas protonų skilimas). Visa tai peržengia sąvokas, kurios dominavo fizikoje XX amžiaus antroje pusėje. - XXI amžiaus fizika – nauja fizika pereina į naują žinių apie materiją lygį, ir mūsų laukia nauji įdomūs atradimai.

Vladimiras Gorunovičius

APIBRĖŽIMAS

Protonas vadinama stabilia dalele, priklausančia hadronų klasei, kuri yra vandenilio atomo branduolys.

Mokslininkai nesutaria, kuris mokslinis įvykis turėtų būti laikomas protono atradimu. Svarbų vaidmenį atrandant protoną atliko:

1. E. Rutherfordo sukurtas planetinis atomo modelis;
2. izotopų atradimas F. Soddy, J. Thomson, F. Aston;
3. vandenilio atomų branduolių elgsenos stebėjimus, kai juos alfa dalelės išmuša iš azoto branduolių E. Rutherfordas.

Pirmąsias protonų pėdsakų nuotraukas P. Blackettas gavo debesų kameroje, tyrinėdamas dirbtinio elementų virsmo procesus. Blackettas tyrinėjo alfa dalelių gaudymo azoto branduoliais procesą. Šio proceso metu buvo išmestas protonas, o azoto branduolys buvo paverstas deguonies izotopu.

Protonai kartu su neutronais yra visų cheminių elementų branduolių dalis. Protonų skaičius branduolyje lemia elemento atominį skaičių periodinėje lentelėje D.I. Mendelejevas.

Protonas yra teigiamai įkrauta dalelė. Jo krūvis yra lygus elementariajam krūviui, tai yra elektrono krūvio dydžiui. Protono krūvis dažnai žymimas kaip , tada galime parašyti, kad:

Šiuo metu manoma, kad protonas nėra elementarioji dalelė. Jis turi sudėtingą struktūrą ir susideda iš dviejų u-kvarkų ir vieno d-kvarko. U-kvarko () elektros krūvis yra teigiamas ir lygus

D-kvarko () elektros krūvis yra neigiamas ir lygus:

Kvarkai jungia gliuonų, kurie yra lauko kvantai, mainus; jie ištveria stiprią sąveiką. Tai, kad protonai savo struktūroje turi keletą taškinių sklaidos centrų, patvirtina protonų elektronų sklaidos eksperimentai.

Protonas turi ribotą dydį, dėl kurio mokslininkai vis dar ginčijasi. Šiuo metu protonas vaizduojamas kaip debesis, kurio riba yra neryški. Tokia riba susideda iš nuolat atsirandančių ir naikinamų virtualių dalelių. Tačiau daugelyje paprastų problemų protonas, žinoma, gali būti laikomas taškiniu krūviu. Likusi protono masė () yra maždaug lygi:

Protono masė yra 1836 kartus didesnė už elektrono masę.

Protonai dalyvauja visose esminėse sąveikose: stipri sąveika sujungia protonus ir neutronus į branduolius, elektronai ir protonai susijungia į atomus pasitelkdami elektromagnetinę sąveiką. Kaip silpną sąveiką galime paminėti, pavyzdžiui, neutrono (n) beta skilimą:

kur p yra protonas; - elektronas; - antineutrino.

Protonų skilimas dar nebuvo gautas. Tai viena iš svarbiausių šiuolaikinių fizikos problemų, nes šis atradimas būtų reikšmingas žingsnis siekiant suprasti gamtos jėgų vienybę.

Problemų sprendimo pavyzdžiai

1 PAVYZDYS

Pratimas	Natrio atomo branduoliai yra bombarduojami protonais. Kokia elektrostatinės protono atstūmimo jėga iš atomo branduolio, jei protonas yra per atstumą m. Apsvarstykite, kad natrio atomo branduolio krūvis yra 11 kartų didesnis už protono krūvį. Galima nepaisyti natrio atomo elektroninio apvalkalo įtakos.
Sprendimas	Norėdami išspręsti problemą, naudosime Kulono dėsnį, kuris gali būti parašytas mūsų problemai (darant prielaidą, kad dalelės yra taškinės) taip: čia F – įkrautų dalelių elektrostatinės sąveikos jėga; Cl yra protonų krūvis; - natrio atomo branduolio krūvis; - vakuumo dielektrinė konstanta; - elektros konstanta. Naudodami turimus duomenis galime apskaičiuoti reikiamą atstūmimo jėgą:
Atsakymas	N

2 PAVYZDYS

Pratimas	Atsižvelgiant į paprasčiausią vandenilio atomo modelį, manoma, kad elektronas juda žiedine orbita aplink protoną (vandenilio atomo branduolį). Koks yra elektrono greitis, jei jo orbitos spindulys yra m?
Sprendimas	Panagrinėkime jėgas (1 pav.), veikiančias apskritimu judantį elektroną. Tai protono traukos jėga. Pagal Kulono dėsnį rašome, kad jo reikšmė lygi (): kur =— elektrono krūvis; - protonų krūvis; - elektros konstanta. Elektrono ir protono traukos jėga bet kuriame elektrono orbitos taške yra nukreipta iš elektrono į protoną išilgai apskritimo spindulio.

Kadaise buvo manoma, kad mažiausias bet kurios medžiagos struktūros vienetas yra molekulė. Tada, išradus galingesnius mikroskopus, žmonija nustebo atradusi atomo – sudėtinės molekulių dalelės – sąvoką. Atrodytų, daug mažiau? Tuo tarpu dar vėliau paaiškėjo, kad atomas savo ruožtu susideda iš mažesnių elementų.

XX amžiaus pradžioje britų fizikas atrado branduolių buvimą atome – centrinėse struktūrose; būtent šiuo momentu prasidėjo daugybė nesibaigiančių atradimų, susijusių su mažiausio struktūrinio materijos elemento struktūra.

Šiandien, remiantis branduoliniu modeliu ir daugelio tyrimų dėka, žinoma, kad atomas susideda iš branduolio, kurį supa elektronų debesis. Tokiame „debesyje“ yra elektronų arba elementariųjų dalelių, turinčių neigiamą krūvį. Branduolys, priešingai, apima daleles, turinčias elektriškai teigiamą krūvį, vadinamą protonų. Jau minėtas britų fizikas sugebėjo stebėti ir vėliau aprašyti šį reiškinį. 1919 metais jis atliko eksperimentą, kurio metu alfa dalelės išmušė vandenilio branduolius iš kitų elementų branduolių. Taigi jam pavyko išsiaiškinti ir įrodyti, kad protonai yra ne kas kita, kaip branduolys be vieno elektrono. Šiuolaikinėje fizikoje protonai simbolizuojami simboliu p arba p+ (žyminčiu teigiamą krūvį).

Protonas išvertus iš graikų kalbos reiškia „pirmasis, pagrindinis“ - elementarioji dalelė, priklausanti klasei barionai, tie. santykinai sunkus Tai stabili konstrukcija, jos tarnavimo laikas daugiau nei 2,9 x 10(29) metų.

Griežtai tariant, be protono, jame yra ir neutronų, kurie, remiantis pavadinimu, yra neutraliai įkrauti. Abu šie elementai vadinami nukleonai.

Protono masės dėl gana akivaizdžių aplinkybių nebuvo galima išmatuoti ilgą laiką. Dabar žinoma, kad taip

mp=1,67262∙10-27 kg.

Būtent taip atrodo likusi protono masė.

Pereikime prie protonų masės supratimo, būdingo skirtingoms fizikos sritims.

Dalelės masė branduolinės fizikos sistemoje dažnai įgauna skirtingą formą; jos matavimo vienetas yra amu.

A.e.m. - atominės masės vienetas. Vienas amu lygus 1/12 anglies atomo masės, kurio masės skaičius yra 12. Vadinasi, 1 atominės masės vienetas lygus 1,66057 10-27 kg.

Todėl protono masė atrodo taip:

mp = 1,007276 a. valgyti.

Yra ir kitas būdas išreikšti šios teigiamai įkrautos dalelės masę, naudojant skirtingus matavimo vienetus. Norėdami tai padaryti, pirmiausia kaip aksiomą turite priimti masės ir energijos ekvivalentą E=mc2. Kur c ir m yra kūno masė.

Protonų masė šiuo atveju bus matuojama megaelektronvoltais arba MeV. Šis matavimo vienetas naudojamas išskirtinai branduolinėje ir atominėje fizikoje ir skirtas matuoti energiją, reikalingą dalelei perkelti tarp dviejų taškų C su sąlyga, kad potencialų skirtumas tarp šių taškų yra 1 voltas.

Vadinasi, atsižvelgiant į tai, kad 1 val. = 931,494829533852 MeV, protonų masė yra apytikslė

Ši išvada buvo padaryta remiantis masių spektroskopiniais matavimais, o būtent tokia masė, kokia ji pateikta aukščiau, taip pat paprastai vadinama e. protonų poilsio energija.

Taigi, remiantis eksperimento poreikiais, mažiausios dalelės masė gali būti išreikšta trimis skirtingomis reikšmėmis, trimis skirtingais matavimo vienetais.

Be to, protono masę galima išreikšti palyginti su elektrono mase, kuri, kaip žinoma, yra daug „sunkesnė“ nei teigiamai įkrauta dalelė. Masė, apytikriai apskaičiuojant ir šiuo atveju didelėmis paklaidomis, bus 1836,152672, palyginti su elektrono mase.