segredos de protóns. A idade e o tamaño aínda non se coñecen
É ben sabido que nun protón hai tres quarks. De feito, a súa estrutura é máis complicada (1), e a adición de gluóns que unen os quarks non é o final do asunto. O protón considérase un verdadeiro mar de quarks e antiquarks que van e veñen, o que é estraño para unha partícula de materia tan estable.
Ata hai pouco, mesmo descoñecíase o tamaño exacto do protón. Durante moito tempo, a física tivo un valor de 0,877. femtómetro (fm, onde o femtómetro é igual a 100 quintillones de metros). En 2010, un equipo internacional realizou un novo experimento no Instituto Paul Scherrer de Suíza e obtivo un valor lixeiramente inferior de 0,84 fm. En 2017, os físicos alemáns, baseándose nas súas medicións, calcularon un radio de protóns de 0,83 fm e, como se esperaba coa precisión do erro de medición, correspondería ao valor de 0,84 fm calculado en 2010 en base á exótica "radiación muónica de hidróxeno". ."
Dous anos despois, outro grupo de científicos que traballaban en EE. UU., Ucraína, Rusia e Armenia, que formaron o equipo PRad no Jefferson Lab en Virginia, comprobou as medicións con novo experimento sobre a dispersión de protóns sobre electróns. Os científicos obtiveron o resultado: 0,831 femtómetros. Os autores do artigo Nature sobre isto non cren que o problema estea completamente resolto. Este é o noso coñecemento da partícula, que é a "base" da materia.
Claramente dicimos iso protón - unha partícula subatómica estable do grupo dos barións cunha carga de +1 e unha masa en reposo de aproximadamente 1 unidade. Os protóns e os neutróns son nucleóns, elementos dos núcleos atómicos. O número de protóns no núcleo dun átomo dado é igual ao seu número atómico, que é a base para ordenar os elementos da táboa periódica. Son o principal compoñente dos raios cósmicos primarios. Segundo o Modelo Estándar, o protón é unha partícula complexa clasificada como hadróns, ou máis precisamente, barións. está formado por tres quarks – dous quarks “u” e un quark “d” abaixo unidos pola forte interacción transmitida polos gluóns.
Segundo os últimos resultados experimentais, se un protón se desintegra, a vida media desta partícula supera os 2,1 · 1029 anos. Segundo o Modelo Estándar, o protón, como o barión máis lixeiro, non pode decaer espontáneamente. As teorías gran unificadas non probadas adoitan predicir a desintegración do protón cunha vida útil de polo menos 1 x 1036 anos. O protón pódese converter, por exemplo, no proceso de captura de electróns. Este proceso non ocorre espontaneamente, senón só como resultado proporcionar enerxía extra. Este proceso é reversible. Por exemplo, ao romper neutrón beta convértese nun protón. Os neutróns libres decaen espontaneamente (duración de vida duns 15 minutos), formando un protón.
Recentemente, experimentos demostraron que os protóns e os seus veciños están dentro do núcleo dun átomo. neutróns parecen moito máis grandes do que deberían ser. Os físicos elaboraron dúas teorías en competencia que intentan explicar este fenómeno, e os defensores de cada unha cren que a outra está equivocada. Por algún motivo, os protóns e neutróns dentro dos núcleos pesados compórtanse coma se fosen moito máis grandes que cando estivesen fóra do núcleo. Os científicos chámanlle o efecto EMC da European Muon Collaboration, o grupo que o descubriu accidentalmente. Trátase dunha violación das existentes.
Os investigadores suxiren que os quarks que forman os nucleóns interactúan con outros quarks doutros protóns e neutróns, destruíndo as paredes que separan as partículas. Quarks que forman un protón i quarks formando outro protón, comezan a ocupar o mesmo lugar. Isto fai que os protóns (ou neutróns) se estiren e se borren. Crecen con moita forza, aínda que nun período de tempo moi curto. Non obstante, non todos os físicos están de acordo con esta descrición do fenómeno. Polo que parece que a vida social dun protón nun núcleo atómico non é menos misteriosa que a súa idade e tamaño.
