Jisim proton.

DEFINISI

Proton dipanggil zarah stabil yang tergolong dalam kelas hadron, iaitu nukleus atom hidrogen.

Para saintis tidak bersetuju tentang peristiwa saintifik yang harus dianggap sebagai penemuan proton. Peranan penting dalam penemuan proton dimainkan oleh:

1. penciptaan model planet atom oleh E. Rutherford;
2. penemuan isotop oleh F. Soddy, J. Thomson, F. Aston;
3. pemerhatian tentang kelakuan nukleus atom hidrogen apabila ia disingkirkan oleh zarah alfa daripada nukleus nitrogen oleh E. Rutherford.

Gambar pertama trek proton diperolehi oleh P. Blackett dalam ruang awan semasa mengkaji proses transformasi tiruan unsur. Blackett mengkaji proses penangkapan zarah alfa oleh nukleus nitrogen. Dalam proses ini, proton telah dipancarkan dan nukleus nitrogen ditukar kepada isotop oksigen.

Proton, bersama-sama dengan neutron, adalah sebahagian daripada nukleus semua unsur kimia. Bilangan proton dalam nukleus menentukan nombor atom unsur dalam jadual berkala D.I. Mendeleev.

Proton ialah zarah bercas positif. Cajnya adalah sama dalam magnitud dengan cas asas, iaitu, nilai cas elektron. Cas proton selalunya dilambangkan sebagai , maka kita boleh menulis bahawa:

Pada masa ini dipercayai bahawa proton bukanlah zarah asas. Ia mempunyai struktur yang kompleks dan terdiri daripada dua u-quark dan satu d-quark. Caj elektrik u-quark () adalah positif dan ia sama dengan

Caj elektrik bagi d-quark () adalah negatif dan sama dengan:

Quark menghubungkan pertukaran gluon, yang merupakan quanta medan; mereka mengalami interaksi yang kuat. Fakta bahawa proton mempunyai beberapa pusat penyerakan titik dalam strukturnya disahkan oleh eksperimen mengenai penyerakan elektron oleh proton.

Proton mempunyai saiz terhingga, yang masih dipertikaikan oleh saintis. Pada masa ini, proton diwakili sebagai awan yang mempunyai sempadan kabur. Sempadan sedemikian terdiri daripada zarah maya yang sentiasa muncul dan memusnahkan. Tetapi dalam kebanyakan masalah mudah, proton sudah tentu boleh dianggap sebagai caj mata. Jisim selebihnya bagi proton () adalah lebih kurang sama dengan:

Jisim proton adalah 1836 kali lebih besar daripada jisim elektron.

Proton mengambil bahagian dalam semua interaksi asas: interaksi kuat menyatukan proton dan neutron menjadi nukleus, elektron dan proton bergabung dalam atom menggunakan interaksi elektromagnet. Sebagai interaksi yang lemah, kita boleh memetik, sebagai contoh, pereputan beta neutron (n):

di mana p ialah proton; - elektron; - antineutrino.

Pereputan Proton masih belum diperolehi. Ini adalah salah satu masalah fizik moden yang penting, kerana penemuan ini akan menjadi langkah penting dalam memahami kesatuan kuasa alam.

Contoh penyelesaian masalah

CONTOH 1

Senaman	Nukleus atom natrium dihujani dengan proton. Apakah daya tolakan elektrostatik proton daripada nukleus atom jika proton berada pada jarak m. Pertimbangkan bahawa cas nukleus atom natrium adalah 11 kali lebih besar daripada cas proton. Pengaruh kulit elektron atom natrium boleh diabaikan.
Penyelesaian	Sebagai asas untuk menyelesaikan masalah, kita akan mengambil hukum Coulomb, yang boleh ditulis untuk masalah kita (dengan mengandaikan zarah adalah zarah titik) seperti berikut: di mana F ialah daya interaksi elektrostatik zarah bercas; Cl ialah cas proton; - caj nukleus atom natrium; - pemalar dielektrik vakum; - pemalar elektrik. Menggunakan data yang kami ada, kami boleh mengira daya tolakan yang diperlukan:
Jawab	N

CONTOH 2

Ia pernah dipercayai bahawa unit terkecil struktur mana-mana bahan adalah molekul. Kemudian, dengan penciptaan mikroskop yang lebih berkuasa, manusia terkejut apabila menemui konsep atom - zarah komposit molekul. Ia akan kelihatan lebih kurang? Sementara itu, ternyata kemudian bahawa atom pula terdiri daripada unsur-unsur yang lebih kecil.

Pada awal abad ke-20, seorang ahli fizik British menemui kehadiran nukleus dalam atom - struktur pusat; pada saat inilah yang menandakan permulaan siri penemuan yang tidak berkesudahan mengenai struktur unsur struktur terkecil jirim.

Hari ini, berdasarkan model nuklear dan terima kasih kepada banyak kajian, diketahui bahawa atom terdiri daripada nukleus yang dikelilingi oleh awan elektron."Awan" sedemikian mengandungi elektron, atau zarah asas dengan cas negatif. Nukleus, sebaliknya, termasuk zarah dengan cas positif elektrik, dipanggil proton. Ahli fizik British yang telah disebutkan di atas dapat memerhati dan seterusnya menerangkan fenomena ini. Pada tahun 1919, beliau menjalankan eksperimen di mana zarah alfa mengetuk nukleus hidrogen daripada nukleus unsur lain. Oleh itu, dia dapat mengetahui dan membuktikan bahawa proton tidak lebih daripada nukleus tanpa satu elektron. Dalam fizik moden, proton dilambangkan dengan simbol p atau p+ (menunjukkan cas positif).

Proton diterjemahkan dari bahasa Yunani bermaksud "pertama, utama" - zarah asas kepunyaan kelas baryon, mereka. agak berat Ia adalah struktur yang stabil, jangka hayatnya melebihi 2.9 x 10(29) tahun.

Tegasnya, sebagai tambahan kepada proton, ia juga mengandungi neutron, yang, berdasarkan namanya, bercas neutral. Kedua-dua unsur ini dipanggil nukleon.

Jisim proton, disebabkan oleh keadaan yang agak jelas, tidak dapat diukur untuk masa yang lama. Sekarang diketahui bahawa ia adalah

mp=1.67262∙10-27 kg.

Beginilah rupa jisim selebihnya proton.

Mari kita teruskan untuk mempertimbangkan pemahaman jisim proton yang khusus untuk bidang fizik yang berbeza.

Jisim zarah dalam rangka fizik nuklear sering mengambil bentuk yang berbeza; unit ukurannya ialah amu.

A.e.m. - unit jisim atom. Satu amu sama dengan 1/12 jisim atom karbon, nombor jisimnya ialah 12. Oleh itu, 1 unit jisim atom adalah bersamaan dengan 1.66057 10-27 kg.

Oleh itu, jisim proton kelihatan seperti ini:

mp = 1.007276 a. makan.

Terdapat satu lagi cara untuk menyatakan jisim zarah bercas positif ini, menggunakan unit ukuran yang berbeza. Untuk melakukan ini, anda perlu menerima sebagai aksiom kesetaraan jisim dan tenaga E=mc2. Di mana c - dan m ialah jisim badan.

Jisim proton dalam kes ini akan diukur dalam megaelektronvolt atau MeV. Unit ukuran ini digunakan secara eksklusif dalam fizik nuklear dan atom dan berfungsi untuk mengukur tenaga yang diperlukan untuk memindahkan zarah antara dua titik dalam C dengan syarat beza keupayaan antara titik ini ialah 1 Volt.

Oleh itu, mengambil kira bahawa 1 a.u.m. = 931.494829533852 MeV, jisim proton adalah lebih kurang

Kesimpulan ini diperolehi berdasarkan ukuran spektroskopi jisim, dan jisim dalam bentuk yang diberikan di atas yang juga biasa dipanggil e tenaga rehat proton.

Oleh itu, berdasarkan keperluan eksperimen, jisim zarah terkecil boleh dinyatakan dalam tiga nilai yang berbeza, dalam tiga unit ukuran yang berbeza.

Di samping itu, jisim proton boleh dinyatakan relatif kepada jisim elektron, yang, seperti yang diketahui, jauh "lebih berat" daripada zarah bercas positif. Jisim, dengan pengiraan kasar dan ralat ketara dalam kes ini, akan menjadi 1836.152672 berbanding dengan jisim elektron.

Proton mengambil bahagian dalam tindak balas termonuklear, yang merupakan sumber tenaga utama yang dihasilkan oleh bintang. Khususnya, tindak balas hlm-kitaran, yang merupakan sumber hampir semua tenaga yang dipancarkan oleh Matahari, turun kepada gabungan empat proton menjadi nukleus helium-4 dengan perubahan dua proton kepada neutron.

Dalam fizik, proton dilambangkan hlm(atau hlm+ ). Penamaan kimia proton (dianggap sebagai ion hidrogen positif) ialah H +, sebutan astrofizik ialah HII.

Pembukaan [ | ]

Sifat Proton[ | ]

Nisbah proton dan jisim elektron, sama dengan 1836.152 673 89(17), dengan ketepatan 0.002% adalah sama dengan nilai 6π 5 = 1836.118…

Struktur dalaman proton pertama kali dikaji secara eksperimen oleh R. Hofstadter dengan mengkaji perlanggaran pancaran elektron bertenaga tinggi (2 GeV) dengan proton (Hadiah Nobel dalam Fizik 1961). Proton terdiri daripada teras berat (teras) dengan jejari cm, dengan ketumpatan jisim dan cas yang tinggi, membawa ≈ 35% (\gaya paparan \lebih kurang 35\%) cas elektrik proton dan cengkerang yang agak jarang mengelilinginya. Pada jarak dari ≈ 0, 25 ⋅ 10 − 13 (\gaya paparan \lebih kurang 0.25\cdot 10^(-13)) sebelum ini ≈ 1 , 4 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \approx 1.4\cdot 10^(-13)) cm cangkerang ini terdiri terutamanya daripada ρ - dan π -meson maya yang membawa ≈ 50% (\gaya paparan \lebih kurang 50\%) cas elektrik proton, kemudian ke jarak ≈ 2, 5 ⋅ 10 − 13 (\gaya paparan \lebih kurang 2.5\cdot 10^(-13)) cm memanjangkan cangkerang ω - dan π -meson maya, membawa ~15% daripada cas elektrik proton.

Tekanan pada pusat proton yang dicipta oleh kuark adalah kira-kira 10 35 Pa (10 30 atmosfera), iaitu, lebih tinggi daripada tekanan di dalam bintang neutron.

Momen magnetik proton diukur dengan mengukur nisbah kekerapan resonans kedahuluan momen magnet proton dalam medan magnet seragam tertentu dan kekerapan siklotron orbit bulatan proton dalam medan yang sama.

Terdapat tiga kuantiti fizik yang dikaitkan dengan proton yang mempunyai dimensi panjang:

Pengukuran jejari proton menggunakan atom hidrogen biasa, dijalankan dengan pelbagai kaedah sejak 1960-an, diketuai (CODATA -2014) kepada hasilnya 0.8751 ± 0.0061 femtometer(1 fm = 10 −15 m). Eksperimen pertama dengan atom hidrogen muonik (di mana elektron digantikan oleh muon) memberikan hasil 4% lebih kecil untuk jejari ini: 0.84184 ± 0.00067 fm. Sebab-sebab perbezaan ini masih tidak jelas.

Proton yang dipanggil Q w ≈ 1 − 4 sin 2 θ W, yang menentukan penyertaannya dalam interaksi yang lemah melalui pertukaran Z 0 boson (serupa dengan cara cas elektrik zarah menentukan penyertaannya dalam interaksi elektromagnet dengan menukar foton) ialah 0.0719 ± 0.0045, mengikut ukuran eksperimen pelanggaran pariti semasa penyerakan elektron terkutub pada proton. Nilai yang diukur adalah konsisten, dalam ralat percubaan, dengan ramalan teori Model Standard (0.0708 ± 0.0003).

Kestabilan [ | ]

Proton bebas adalah stabil, kajian eksperimen tidak mendedahkan sebarang tanda pereputannya (had rendah pada hayat ialah 2.9⋅10 29 tahun tanpa mengira saluran pereputan, 8.2⋅10 33 tahun untuk pereputan menjadi positron dan pion neutral, 6.6⋅ 10 33 tahun untuk pereputan menjadi muon positif dan pion neutral). Memandangkan proton adalah baryon yang paling ringan, kestabilan proton adalah akibat daripada undang-undang pemuliharaan nombor baryon - proton tidak boleh mereput menjadi mana-mana zarah yang lebih ringan (contohnya, menjadi positron dan neutrino) tanpa melanggar undang-undang ini. Walau bagaimanapun, banyak lanjutan teori Model Standard meramalkan proses (belum diperhatikan) yang akan mengakibatkan nombor baryon tidak dipelihara dan seterusnya pereputan proton.

Proton yang terikat dalam nukleus atom mampu menangkap elektron daripada elektron K-, L- atau M-kulit atom (yang dipanggil "penangkapan elektron"). Proton nukleus atom, setelah menyerap elektron, bertukar menjadi neutron dan pada masa yang sama mengeluarkan neutrino: p+e − →+ν e . "Lubang" dalam lapisan K-, L-, atau M yang dibentuk oleh penangkapan elektron diisi dengan elektron daripada salah satu lapisan elektron di atas atom, memancarkan sinar-X ciri yang sepadan dengan nombor atom. Z− 1, dan/atau elektron Auger. Lebih 1000 isotop daripada 7 diketahui
4 hingga 262
105, mereput oleh penangkapan elektron. Pada tenaga pereputan tersedia yang cukup tinggi (di atas 2m e c 2 ≈ 1.022 MeV) saluran pereputan bersaing terbuka - pereputan positron p → +e ++ν e . Perlu ditekankan bahawa proses ini hanya boleh dilakukan untuk proton dalam beberapa nukleus, di mana tenaga yang hilang diisi semula dengan peralihan neutron yang terhasil kepada cangkang nuklear yang lebih rendah; untuk proton bebas mereka dilarang oleh undang-undang pemuliharaan tenaga.

Sumber proton dalam kimia ialah mineral (nitrik, sulfurik, fosforik dan lain-lain) dan asid organik (formik, asetik, oksalik dan lain-lain). Dalam larutan akueus, asid mampu berdisosiasi dengan penyingkiran proton, membentuk kation hidronium.

Dalam fasa gas, proton diperoleh melalui pengionan - penyingkiran elektron daripada atom hidrogen. Keupayaan pengionan bagi atom hidrogen yang tidak teruja ialah 13.595 eV. Apabila hidrogen molekul diionkan oleh elektron cepat pada tekanan atmosfera dan suhu bilik, ion hidrogen molekul (H 2 +) pada mulanya terbentuk - sistem fizikal yang terdiri daripada dua proton yang disatukan pada jarak 1.06 oleh satu elektron. Kestabilan sistem sedemikian, menurut Pauling, disebabkan oleh resonans elektron antara dua proton dengan "frekuensi resonans" bersamaan dengan 7·10 14 s −1. Apabila suhu meningkat kepada beberapa ribu darjah, komposisi produk pengionan hidrogen berubah memihak kepada proton - H +.

Permohonan [ | ]

Rasuk proton dipercepatkan digunakan dalam fizik eksperimen zarah asas (kajian proses serakan dan pengeluaran rasuk zarah lain), dalam perubatan (terapi proton untuk kanser).

lihat juga [ | ]

Nota [ | ]

1. http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt Pemalar Fizikal Asas --- Penyenaraian Lengkap
2. Nilai CODATA: jisim proton
3. Nilai CODATA: jisim proton dalam u
4. Ahmed S.; et al. (2004). "Kekangan terhadap Pereputan Nukleon melalui Mod Halimunan dari Balai Cerap Neutrino Sudbury." Surat Semakan Fizikal. 92 (10): 102004. arXiv: hep-ex/0310030. Kod bib:2004PhRvL..92j2004A. DOI:10.1103/PhysRevLett.92.102004. PMID.
5. Nilai CODATA: setara tenaga jisim proton dalam MeV
6. Nilai CODATA: nisbah jisim proton-elektron
7. , Dengan. 67.
8. Hofstadter P. Struktur nukleus dan nukleon // Fizik. - 1963. - T. 81, No. 1. - P. 185-200. - ISSN. - URL: http://ufn.ru/ru/articles/1963/9/e/
9. Shchelkin K. I. Proses maya dan struktur nukleon // Fizik Dunia Mikro - M.: Atomizdat, 1965. - P. 75.
10. Penyerakan elastik, interaksi persisian dan resonans // Zarah Tenaga Tinggi. Tenaga tinggi dalam ruang dan makmal - M.: Nauka, 1965. - P. 132.

, elektromagnet dan graviti

Proton mengambil bahagian dalam tindak balas termonuklear, yang merupakan sumber tenaga utama yang dihasilkan oleh bintang. Khususnya, tindak balas hlm-kitaran, yang merupakan sumber hampir semua tenaga yang dipancarkan oleh Matahari, turun kepada gabungan empat proton menjadi nukleus helium-4 dengan perubahan dua proton kepada neutron.

Dalam fizik, proton dilambangkan hlm(atau hlm+ ). Penamaan kimia proton (dianggap sebagai ion hidrogen positif) ialah H +, sebutan astrofizik ialah HII.

Pembukaan

Sifat Proton

Nisbah proton dan jisim elektron, sama dengan 1836.152 673 89(17), dengan ketepatan 0.002% adalah sama dengan nilai 6π 5 = 1836.118…

Struktur dalaman proton pertama kali dikaji secara eksperimen oleh R. Hofstadter dengan mengkaji perlanggaran pancaran elektron bertenaga tinggi (2 GeV) dengan proton (Hadiah Nobel dalam Fizik 1961). Proton terdiri daripada teras berat (teras) dengan jejari cm, dengan ketumpatan jisim dan cas yang tinggi, membawa ≈ 35% (\displaystyle \anggaran 35\,\%) cas elektrik proton dan cengkerang yang agak jarang mengelilinginya. Pada jarak dari ≈ 0 , 25 ⋅ 10 − 13 (\gaya paparan \lebih kurang 0(,)25\cdot 10^(-13)) sebelum ini ≈ 1 , 4 ⋅ 10 − 13 (\gaya paparan \lebih kurang 1(,)4\cdot 10^(-13)) cm cangkerang ini terdiri terutamanya daripada ρ - dan π -meson maya yang membawa ≈ 50% (\gaya paparan \lebih kurang 50\,\%) cas elektrik proton, kemudian ke jarak ≈ 2 , 5 ⋅ 10 − 13 (\gaya paparan \lebih kurang 2(,)5\cdot 10^(-13)) cm memanjangkan cangkerang ω - dan π -meson maya, membawa ~15% daripada cas elektrik proton.

Tekanan pada pusat proton yang dicipta oleh kuark adalah kira-kira 10 35 Pa (10 30 atmosfera), iaitu, lebih tinggi daripada tekanan di dalam bintang neutron.

Momen magnetik proton diukur dengan mengukur nisbah kekerapan resonans kedahuluan momen magnet proton dalam medan magnet seragam tertentu dan kekerapan siklotron orbit bulatan proton dalam medan yang sama.

Terdapat tiga kuantiti fizik yang dikaitkan dengan proton yang mempunyai dimensi panjang:

Pengukuran jejari proton menggunakan atom hidrogen biasa, dijalankan dengan pelbagai kaedah sejak 1960-an, diketuai (CODATA -2014) kepada hasilnya 0.8751 ± 0.0061 femtometer(1 fm = 10 −15 m). Eksperimen pertama dengan atom hidrogen muonik (di mana elektron digantikan oleh muon) memberikan hasil 4% lebih kecil untuk jejari ini: 0.84184 ± 0.00067 fm. Sebab-sebab perbezaan ini masih tidak jelas.

Caj proton yang dipanggil lemah Q w ≈ 1 − 4 sin 2 θ W, yang menentukan penyertaannya dalam interaksi yang lemah melalui pertukaran Z 0 boson (serupa dengan cara cas elektrik zarah menentukan penyertaannya dalam interaksi elektromagnet dengan menukar foton) ialah 0.0719 ± 0.0045, mengikut ukuran eksperimen pelanggaran pariti semasa penyerakan elektron terkutub pada proton. Nilai yang diukur adalah konsisten, dalam ralat percubaan, dengan ramalan teori Model Standard (0.0708 ± 0.0003).

Kestabilan

Proton bebas adalah stabil, kajian eksperimen tidak mendedahkan sebarang tanda pereputannya (had rendah pada hayat ialah 2.9⋅10 29 tahun tanpa mengira saluran pereputan, 8.2⋅10 33 tahun untuk pereputan menjadi positron dan pion neutral, 6.6⋅ 10 33 tahun untuk pereputan menjadi muon positif dan pion neutral). Memandangkan proton adalah baryon yang paling ringan, kestabilan proton adalah akibat daripada undang-undang pemuliharaan nombor baryon - proton tidak boleh mereput menjadi mana-mana zarah yang lebih ringan (contohnya, menjadi positron dan neutrino) tanpa melanggar undang-undang ini. Walau bagaimanapun, banyak lanjutan teori Model Standard meramalkan proses (belum diperhatikan) yang akan mengakibatkan nombor baryon tidak dipelihara dan seterusnya pereputan proton.

Proton yang terikat dalam nukleus atom mampu menangkap elektron daripada elektron K-, L- atau M-kulit atom (yang dipanggil "penangkapan elektron"). Proton nukleus atom, setelah menyerap elektron, bertukar menjadi neutron dan pada masa yang sama mengeluarkan neutrino: p+e − →+ν e . "Lubang" dalam lapisan K-, L-, atau M yang dibentuk oleh penangkapan elektron diisi dengan elektron daripada salah satu lapisan elektron di atas atom, memancarkan sinar-X ciri yang sepadan dengan nombor atom. Z− 1, dan/atau elektron Auger. Lebih 1000 isotop daripada 7 diketahui
4 hingga 262
105, mereput oleh penangkapan elektron. Pada tenaga pereputan tersedia yang cukup tinggi (di atas 2m e c 2 ≈ 1.022 MeV) saluran pereputan bersaing terbuka - pereputan positron p → +e ++ν e . Perlu ditekankan bahawa proses ini hanya boleh dilakukan untuk proton dalam beberapa nukleus, di mana tenaga yang hilang diisi semula dengan peralihan neutron yang terhasil kepada cangkang nuklear yang lebih rendah; untuk proton bebas mereka dilarang oleh undang-undang pemuliharaan tenaga.

Sumber proton dalam kimia ialah mineral (nitrik, sulfurik, fosforik dan lain-lain) dan asid organik (formik, asetik, oksalik dan lain-lain). Dalam larutan akueus, asid mampu berdisosiasi dengan penyingkiran proton, membentuk kation hidronium.

Dalam fasa gas, proton diperoleh melalui pengionan - penyingkiran elektron daripada atom hidrogen. Keupayaan pengionan bagi atom hidrogen yang tidak teruja ialah 13.595 eV. Apabila hidrogen molekul diionkan oleh elektron cepat pada tekanan atmosfera dan suhu bilik, ion hidrogen molekul (H 2 +) pada mulanya terbentuk - sistem fizikal yang terdiri daripada dua proton yang disatukan pada jarak 1.06 oleh satu elektron. Kestabilan sistem sedemikian, menurut Pauling, disebabkan oleh resonans elektron antara dua proton dengan "frekuensi resonans" bersamaan dengan 7·10 14 s −1. Apabila suhu meningkat kepada beberapa ribu darjah, komposisi produk pengionan hidrogen berubah memihak kepada proton - H +.

Permohonan

lihat juga

Nota

1. http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt Pemalar Fizikal Asas --- Penyenaraian Lengkap
2. Nilai CODATA: jisim proton
3. Nilai CODATA: jisim proton dalam u
4. Ahmed S.; et al. (2004). "Kekangan terhadap Pereputan Nukleon melalui Mod Halimunan dari Balai Cerap Neutrino Sudbury." Surat Semakan Fizikal. 92 (10): 102004. arXiv: hep-ex/0310030. Kod bib:2004PhRvL..92j2004A. DOI:10.1103/PhysRevLett.92.102004. PMID.
5. Nilai CODATA: setara tenaga jisim proton dalam MeV
6. Nilai CODATA: nisbah jisim proton-elektron
7. , Dengan. 67.
8. Hofstadter P. Struktur nukleus dan nukleon // Fizik. - 1963. - T. 81, No. 1. - P. 185-200. - ISSN. - URL: http://ufn.ru/ru/articles/1963/9/e/
9. Shchelkin K. I. Proses maya dan struktur nukleon // Fizik Dunia Mikro - M.: Atomizdat, 1965. - P. 75.
10. Zhdanov G. B. Penyerakan elastik, interaksi persisian dan resonans // Zarah Tenaga Tinggi. Tenaga tinggi dalam ruang dan makmal - M.: Nauka, 1965. - P. 132.
11. Burkert V. D., Elouadrhiri L., Girod F. X. Taburan tekanan di dalam proton // Alam semula jadi. - 2018. - Mei (jilid 557, no. 7705). - P. 396-399. - DOI:10.1038/s41586-018-0060-z.
12. Bethe, G., Morrison F. Teori asas nukleus. - M: IL, 1956. - Hlm. 48.

Hidrogen, unsur yang mempunyai struktur paling ringkas. Ia mempunyai cas positif dan seumur hidup yang hampir tidak terhad. Ia adalah zarah yang paling stabil di Alam Semesta. Proton yang dihasilkan oleh Big Bang masih belum reput. Jisim proton ialah 1.627*10-27 kg atau 938.272 eV. Lebih kerap nilai ini dinyatakan dalam elektronvolt.

Proton itu ditemui oleh "bapa" fizik nuklear, Ernest Rutherford. Beliau mengemukakan hipotesis bahawa nukleus atom semua unsur kimia terdiri daripada proton, kerana jisimnya melebihi nukleus atom hidrogen dengan bilangan integer beberapa kali. Rutherford melakukan eksperimen yang menarik. Pada masa itu, radioaktiviti semula jadi beberapa unsur telah pun ditemui. Menggunakan sinaran alfa (zarah alfa ialah nukleus helium bertenaga tinggi), saintis menyinari atom nitrogen. Hasil daripada interaksi ini, zarah terbang keluar. Rutherford mencadangkan bahawa ia adalah proton. Eksperimen lanjut dalam ruang gelembung Wilson mengesahkan andaiannya. Jadi pada tahun 1913, zarah baru ditemui, tetapi hipotesis Rutherford tentang komposisi nukleus ternyata tidak dapat dipertahankan.

Penemuan neutron

Ahli sains hebat itu menemui kesilapan dalam pengiraannya dan mengemukakan hipotesis tentang kewujudan zarah lain yang merupakan sebahagian daripada nukleus dan mempunyai jisim yang hampir sama dengan proton. Secara eksperimen, dia tidak dapat mengesannya.

Ini dilakukan pada tahun 1932 oleh saintis Inggeris James Chadwick. Dia menjalankan eksperimen di mana dia membedil atom berilium dengan zarah alfa bertenaga tinggi. Hasil daripada tindak balas nuklear, zarah telah dipancarkan daripada nukleus berilium, kemudian dipanggil neutron. Untuk penemuannya, Chadwick menerima Hadiah Nobel tiga tahun kemudian.

Jisim neutron benar-benar berbeza sedikit daripada jisim proton (1.622 * 10-27 kg), tetapi zarah ini tidak mempunyai cas. Dalam pengertian ini, ia adalah neutral dan pada masa yang sama mampu menyebabkan pembelahan nukleus berat. Disebabkan kekurangan cas, neutron boleh dengan mudah melalui halangan potensi Coulomb yang tinggi dan menembusi ke dalam struktur nukleus.

Proton dan neutron mempunyai sifat kuantum (mereka boleh mempamerkan sifat zarah dan gelombang). Sinaran neutron digunakan untuk tujuan perubatan. Keupayaan penembusan yang tinggi membolehkan sinaran ini mengionkan tumor yang mendalam dan pembentukan malignan lain dan mengesannya. Dalam kes ini, tenaga zarah adalah agak rendah.

Neutron, tidak seperti proton, adalah zarah yang tidak stabil. Jangka hayatnya adalah kira-kira 900 saat. Ia mereput menjadi proton, elektron dan neutrino elektron.