պրոտոնի գաղտնիքները. Տարիքն ու չափը դեռ հայտնի չեն
Հայտնի է, որ պրոտոնում կա երեք քվարկ։ Իրականում, նրա կառուցվածքն ավելի բարդ է (1), և գլյուոնների ավելացումը, որոնք կապում են քվարկներին, գործի վերջը չէ։ Պրոտոնը համարվում է քվարկների և անտիկվարկերի իրական ծով, որոնք գալիս ու գնում են, ինչը տարօրինակ է նյութի նման կայուն մասնիկի համար:
Մինչև վերջերս նույնիսկ պրոտոնի ճշգրիտ չափն անհայտ էր։ Երկար ժամանակ ֆիզիկոսներն ունեին 0,877 արժեք։ ֆեմտոմետր (fm, որտեղ ֆեմտոմետրը հավասար է 100 կվինտիլիոն մետրի): 2010 թվականին միջազգային թիմը նոր փորձ է անցկացրել Շվեյցարիայի Փոլ Շերեր ինստիտուտում և ստացել մի փոքր ավելի ցածր արժեք՝ 0,84 ֆմ: 2017 թվականին գերմանացի ֆիզիկոսները, հիմնվելով իրենց չափումների վրա, հաշվարկել են պրոտոնի շառավիղը 0,83 fm և, ինչպես և սպասվում էր չափման սխալի ճշգրտությամբ, այն կհամապատասխանի 0,84 fm արժեքին, որը հաշվարկվել է 2010 թվականին՝ հիմնված էկզոտիկ «մյուոնիկ ջրածնի ճառագայթման վրա»։ »:
Երկու տարի անց ԱՄՆ-ում, Ուկրաինայում, Ռուսաստանում և Հայաստանում աշխատող գիտնականների մեկ այլ խումբ, ովքեր ստեղծել էին PRad թիմը Վիրջինիայի Ջեֆերսոն լաբորատորիայում, խաչաձև ստուգեցին չափումները. նոր փորձ էլեկտրոնների վրա պրոտոնների ցրման վերաբերյալ. Գիտնականները ստացել են արդյունքը՝ 0,831 ֆեմտոմետր։ Այս մասին Nature թղթի հեղինակները չեն հավատում, որ խնդիրը լիովին լուծված է: Սա մեր իմացությունն է մասնիկի մասին, որը նյութի «հիմքն» է։
Մենք դա հստակ ասում ենք պրոտոն - կայուն ենթաատոմային մասնիկ բարիոնների խմբից՝ +1 լիցքով և մոտավորապես 1 միավոր հանգստի զանգվածով։ Պրոտոններն ու նեյտրոնները նուկլեոններ են՝ ատոմային միջուկների տարրեր։ Տվյալ ատոմի միջուկում պրոտոնների թիվը հավասար է նրա ատոմային թվին, որը հիմք է հանդիսանում պարբերական աղյուսակում տարրերը դասավորելու համար։ Դրանք առաջնային տիեզերական ճառագայթների հիմնական բաղադրիչն են։ Ստանդարտ մոդելի համաձայն՝ պրոտոնը բարդ մասնիկ է, որը դասակարգվում է որպես հադրոններ, ավելի ճիշտ՝ բարիոններ։ կազմված է երեք քվարկներից – երկու վերև «u» և մեկ ներքև «d» քվարկներ, որոնք կապված են գլյուոնների կողմից փոխանցվող ուժեղ փոխազդեցությամբ:
Վերջին փորձարարական արդյունքների համաձայն, եթե պրոտոնը քայքայվում է, ապա այս մասնիկի կյանքի միջին տևողությունը գերազանցում է 2,1 · 1029 տարին: Ստանդարտ մոդելի համաձայն՝ պրոտոնը, որպես ամենաթեթև բարիոն, չի կարող ինքնաբերաբար քայքայվել։ Չստուգված մեծ միասնական տեսությունները սովորաբար կանխատեսում են պրոտոնի քայքայումը առնվազն 1 x 1036 տարի ժամկետով: Պրոտոնը կարող է փոխակերպվել, օրինակ, էլեկտրոնների գրավման գործընթացում։ Այս գործընթացը տեղի է ունենում ոչ թե ինքնաբուխ, այլ միայն դրա արդյունքում ապահովել լրացուցիչ էներգիա. Այս գործընթացը շրջելի է: Օրինակ՝ բաժանվելիս բետա նեյտրոն վերածվում է պրոտոնի. Ազատ նեյտրոնները ինքնաբերաբար քայքայվում են (կյանքի տևողությունը մոտ 15 րոպե)՝ ձևավորելով պրոտոն։
Վերջերս փորձերը ցույց են տվել, որ պրոտոնները և նրանց հարևանները գտնվում են ատոմի միջուկի ներսում։ նեյտրոնների շատ ավելի մեծ են թվում, քան պետք է լինեն: Ֆիզիկոսները երկու մրցակցող տեսություններ են ներկայացրել՝ փորձելով բացատրել այս երեւույթը, և յուրաքանչյուրի կողմնակիցները կարծում են, որ մյուսը սխալ է: Չգիտես ինչու, պրոտոնները և նեյտրոնները ծանր միջուկների ներսում իրենց պահում են այնպես, ասես դրանք շատ ավելի մեծ են, քան այն ժամանակ, երբ գտնվում էին միջուկից դուրս: Գիտնականներն այն անվանում են EMC էֆեկտ Եվրոպական մյուոնների համագործակցությունից, խումբը, որը պատահաբար հայտնաբերել է այն: Սա եղածների խախտում է։
Հետազոտողները ենթադրում են, որ նուկլեոնները կազմող քվարկները փոխազդում են այլ պրոտոնների և նեյտրոնների այլ քվարկների հետ՝ ոչնչացնելով մասնիկները բաժանող պատերը։ Քվարկներ, որոնք կազմում են մեկը պրոտոն i քվարկներ առաջացնելով մեկ այլ պրոտոն՝ նրանք սկսում են զբաղեցնել նույն տեղը։ Սա առաջացնում է պրոտոնների (կամ նեյտրոնների) ձգում և մշուշում: Նրանք շատ ուժեղ են աճում, թեև շատ կարճ ժամանակահատվածում։ Այնուամենայնիվ, ոչ բոլոր ֆիզիկոսներն են համաձայն երեւույթի այս նկարագրության հետ։ Այսպիսով, թվում է, թե ատոմային միջուկում պրոտոնի սոցիալական կյանքը պակաս խորհրդավոր չէ, քան նրա տարիքը և չափը:
