protonske skrivnosti. Starost in velikost še nista znani
Dobro je znano, da so v protonu trije kvarki. Pravzaprav je njegova struktura bolj zapletena (1) in dodajanje gluonov, ki povezujejo kvarke skupaj, ni konec zadeve. Proton velja za pravo morje kvarkov in antikvarkov, ki prihajajo in odhajajo, kar je nenavadno za tako stabilen delec snovi.
Do nedavnega tudi natančna velikost protona ni bila znana. Dolgo časa so imeli fiziki vrednost 0,877. femtometer (fm, kjer je femtometer enak 100 kvintilijonom metrov). Leta 2010 je mednarodna ekipa izvedla nov poskus na inštitutu Paul Scherrer v Švici in dobila nekoliko nižjo vrednost 0,84 fm. Leta 2017 so nemški fiziki na podlagi svojih meritev izračunali polmer protona 0,83 fm in bi po pričakovanjih glede na natančnost merilne napake ustrezal vrednosti 0,84 fm, izračunani leta 2010 na podlagi eksotičnega "muonskega vodikovega sevanja". ."
Dve leti pozneje je druga skupina znanstvenikov, ki delajo v ZDA, Ukrajini, Rusiji in Armeniji, ki je ustanovila ekipo PRad v laboratoriju Jefferson v Virginiji, navzkrižno preverila meritve z nov poskus sipanja protonov na elektrone. Znanstveniki so dobili rezultat - 0,831 femtometra. Avtorji časopisa Nature o tem ne verjamejo, da je problem popolnoma rešen. To je naše znanje o delcu, ki je "osnova" materije.
To jasno povemo protona - stabilen subatomski delec iz skupine barionov z nabojem +1 in maso mirovanja približno 1 enoto. Protoni in nevtroni so nukleoni, elementi atomskih jeder. Število protonov v jedru danega atoma je enako njegovemu atomskemu številu, kar je osnova za razvrščanje elementov v periodnem sistemu. So glavna sestavina primarnih kozmičnih žarkov. Po standardnem modelu je proton kompleksen delec, ki je razvrščen kot hadroni ali natančneje barioni. je sestavljen iz treh kvarkov – dva gornja »u« in en spodnji »d« kvark, ki ju veže močna interakcija, ki jo prenašajo gluoni.
Glede na najnovejše eksperimentalne rezultate, če proton razpade, potem povprečna življenjska doba tega delca presega 2,1 · 1029 let. Po standardnem modelu proton kot najlažji barion ne more spontano razpadati. Nepreverjene teorije velikega poenotenja običajno napovedujejo razpad protona z življenjsko dobo vsaj 1 x 1036 let. Proton se lahko pretvori na primer v procesu zajemanja elektronov. Ta proces se ne pojavi spontano, ampak le kot posledica zagotavljajo dodatno energijo. Ta proces je reverzibilen. Na primer pri ločitvi beta nevtrona spremeni v proton. Prosti nevtroni spontano razpadejo (življenjska doba približno 15 minut), pri čemer nastane proton.
Nedavno so poskusi pokazali, da so protoni in njihovi sosedje znotraj jedra atoma. nevtroni zdijo veliko večji, kot bi morali biti. Fiziki so pripravili dve konkurenčni teoriji, ki skušata razložiti ta pojav, zagovorniki vsake pa menijo, da je druga napačna. Iz nekega razloga se protoni in nevtroni v težkih jedrih obnašajo, kot da bi bili veliko večji kot takrat, ko so zunaj jedra. Znanstveniki ga imenujejo učinek EMC iz European Muon Collaboration, skupine, ki ga je po naključju odkrila. To je kršitev obstoječih.
Raziskovalci predlagajo, da kvarki, ki sestavljajo nukleone, medsebojno delujejo z drugimi kvarki drugih protonov in nevtronov, pri čemer uničijo stene, ki ločujejo delce. Kvarki, ki tvorijo eno protona i kvarki tvorijo drug proton, začnejo zasedati isto mesto. To povzroči, da se protoni (ali nevtroni) raztegnejo in zameglijo. Rastejo zelo močno, čeprav v zelo kratkem času. Vendar se vsi fiziki ne strinjajo s tem opisom pojava. Zato se zdi, da družbeno življenje protona v atomskem jedru ni nič manj skrivnostno kot njegova starost in velikost.
