Protón má tri časti, dva kvarky hore a jeden down kvark ... a gluóny, ktoré si tieto tri kvarky vymieňajú, čo je spôsob, ako silná (jadrová) sila funguje tak, aby sa zabránilo ich vypadnutiu.
Svet protónov je úplne kvantový, a preto je opísaný iba hrstkou čísel charakterizujúcich jeho rotáciu (technický pojem, ktorý sa nesmie zamieňať s každodenným anglickým slovom; spin protónu je 1/2), elektrický náboj (+1 e alebo 1,602176487 (40) x 10)-19 C), izospín (tiež 1/2) a parita (+1). Tieto vlastnosti sú odvodené priamo z vlastností protónových častí, troch kvarkov; napríklad kvark up má elektrický náboj +2/3 e a dole -1/3 e, ktorý predstavuje +1 +1. Ďalší príklad, farebný náboj: protón má farebný náboj nula, ale každý z jeho troch kvarkov má nenulový farebný náboj - jeden je „modrý“, jeden „červený“ a jeden „zelený“ - čo „súčet“ 'na nulu (samozrejme, farebný náboj nemá nič spoločné s farbami, ktoré vidíte na našich očiach!).
Murray Gell-Mann a George Zweig nezávisle prišli s myšlienkou, že protónové časti sú kvarky, v roku 1964 (hoci až o niekoľko rokov neskôr sa získali dobré dôkazy o existencii takýchto častí). Gell-Mann za to neskôr získal Nobelovu cenu za fyziku a ďalšie práce na základných časticiach (Zweig ešte musí získať Nobelovu cenu).
Kvantová teória, ktorá popisuje silnú interakciu (alebo silnú jadrovú silu), je kvantová chromodynamika, skratka QCD (pomenovaná čiastočne po „farbách“ kvarkov), čo vysvetľuje, prečo má protón hmotnosť, ktorú má. Ako vidíte, hmotnosť kvarkov hore je asi 2,4 MeV (mega-elektrónové volty; fyzici častíc merajú hmotnosť v MeV / c2) a pokles je asi 4,8 MeV. Gluóny ako fotóny sú bezhmotné, takže protón by mal mať hmotnosť asi 9,6 MeV (= 2 x 2,4 + 4,8), však? Ale v skutočnosti je to 938 MeV! QCD predstavuje tento obrovský rozdiel pomocou energie vákua QCD vo vnútri protónu; v podstate sebestačnosť nepretržitých interakcií kvarkov a gluónov.
Ďalšie čítanie: Fyzika RHIC (Brookhaven National Lab), Ako sú protóny a neutróny držané pohromade v jadre a sú protóny a neutróny zásadné? (Particle Adventure) sú tri dobré miesta, kam ísť!
Niektoré z článkov časopisu Space Magazine, ktoré sa týkajú častí protónov, sú: posledný detektor na mieste pri veľkom kolóne Hadron, skryté obchody deutéria objavené v mliečnej dráhe a nová štúdia zistila, že sa základná sila v priebehu času nezmenila.
Dve epizódy Astronomy Cast, ktoré si nechcete nechať ujsť, na protónových častiach: Silné a slabé jadrové sily a vnútri atómov.
zdroj:
Chem4Kids
Wikipedia
