Hmota protónu, protónová hmotnosť, je 1,672 621 637 (83) x 10 -27 kg alebo 938,272013 (23) MeV / c2alebo 1,007 276 466 77 (10) u (to sú jednotkové jednotky atómovej hmotnosti).
Najpresnejšie merania hmotnosti protónu pochádzajú z experimentov zahŕňajúcich Penningove pasce, ktoré sa používajú na štúdium vlastností stabilných nabitých častíc. V zásade je skúmaná častica obmedzená kombináciou magnetického a elektrického poľa v evakuovanej komore a jej rýchlosť je znížená rôznymi technikami, ako je napríklad chladenie laserom. Po zachytení je možné s vysokou presnosťou zmerať pomer hmotnosti k náboju protónu, deuterónu (jadra atómu deutéria), jednotlivo nabitej molekuly vodíka atď., A z toho sa odhaduje hmotnosť protónu.
Bolo by pekné, keby experimentálne pozorovaná hmotnosť protónu bola rovnaká ako hmotnosť odvodená z teórie. Ale ako zistiť, aké množstvo protónu by malo byť, teoreticky?
Teória je kvantová chromodynamika alebo skratka QCD a je silným náprotivkom kvantovej elektrodynamiky (QED). Pretože protón pozostáva z troch kvarkov - dva hore a jeden dole - jeho hmotnosť je hmotnosťou týchto kvarkov a hmotou väzbovej energie. Je to veľmi ťažké vykonať výpočet, čiastočne preto, že existuje toľko spôsobov, ako kvark a gluóny v protónovej interakcii pôsobia, ale publikované výsledky súhlasia s experimentom s presnosťou na jedno alebo dve percentá.
Hlavne povedané, protón má hmotnosť kvôli Higgsovmu bozónu ... prinajmenšom podľa štandardného modelu fyziky častíc. Jediným problémom je, že Higgsov bozón musí byť ešte detekovaný (Large Hadron Collider bol postavený s nájdením Higgsovho bozónu ako kľúčového cieľa!).
Chcete poznať „oficiálnu“ hodnotu? Vyskúšajte CODATA. A ako sa protónová hmota porovnáva s hmotnosťou antiprotónu? Kliknite sem a zistite to! A ako určiť protónovú hmotu z prvých (teoretických) princípov? Tento článok z CNRS vysvetľuje, ako.
Viac príbehov s príbehmi z časopisu Space Magazine: Nový odhad hmoty Higgsovho bosona, sú zákony prírody rovnaké všade vo vesmíre? tie, ktoré vám pomôžu začať.
Astronómia Obsadené epizódy Silné a slabé jadrové sily, Veľký Hadron Collider a Hľadanie Higgsovho Bosona a Vnútri Atomu vám poskytnú lepší pohľad na protónovú masu; skontroluj ich!
zdroj:
Newton Spýtajte sa vedca
Wikipedia
