¿Qué masa tiene un protón? ¿Quién y cuándo descubrió el protón y el neutrón?

Los protones participan en reacciones termonucleares, que son la principal fuente de energía generada por las estrellas. En particular, reacciones páginas-El ciclo, que es la fuente de casi toda la energía emitida por el Sol, se reduce a la combinación de cuatro protones en un núcleo de helio-4 con la transformación de dos protones en neutrones.

En física, el protón se denota. pag(o pag+ ). La designación química del protón (considerado como un ion de hidrógeno positivo) es H +, la designación astrofísica es HII.

Apertura [ | ]

Propiedades de los protones[ | ]

La relación de las masas de protones y electrones, igual a 1836,152 673 89(17), con una precisión del 0,002% es igual al valor 6π 5 = 1836,118...

La estructura interna del protón fue estudiada experimentalmente por primera vez por R. Hofstadter estudiando las colisiones de un haz de electrones de alta energía (2 GeV) con protones (Premio Nobel de Física 1961). El protón consta de un núcleo pesado (núcleo) con un radio de cm, con una alta densidad de masa y carga, que transporta ≈ 35% (\displaystyle \aproximadamente 35\%) carga eléctrica del protón y la capa relativamente enrarecida que lo rodea. A una distancia de ≈ 0, 25 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \aprox 0,25\cdot 10^(-13)) antes ≈ 1 , 4 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \aprox 1.4\cdot 10^(-13)) cm esta capa se compone principalmente de mesones virtuales ρ y π que transportan ≈ 50% (\displaystyle \aproximadamente 50\%) carga eléctrica del protón, luego a la distancia ≈ 2, 5 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \approx 2.5\cdot 10^(-13)) cm extiende una capa de mesones virtuales ω y π, que transportan ~ 15% de la carga eléctrica del protón.

La presión en el centro del protón creado por los quarks es de aproximadamente 10 35 Pa (10 30 atmósferas), es decir, mayor que la presión dentro de las estrellas de neutrones.

El momento magnético de un protón se mide midiendo la relación entre la frecuencia resonante de precesión del momento magnético del protón en un campo magnético uniforme dado y la frecuencia ciclotrón de la órbita circular del protón en el mismo campo.

Hay tres cantidades físicas asociadas a un protón que tienen la dimensión de longitud:

Las mediciones del radio de los protones utilizando átomos de hidrógeno ordinarios, realizadas mediante diversos métodos desde la década de 1960, llevaron (CODATA -2014) al resultado 0,8751 ± 0,0061 femtómetro(1 fm = 10 −15 m). Los primeros experimentos con átomos de hidrógeno muónicos (donde el electrón es reemplazado por un muón) dieron un resultado un 4% más pequeño para este radio: 0,84184 ± 0,00067 fm. Las razones de esta diferencia aún no están claras.

El llamado protón q w ≈ 1 − 4 sen 2 θ W, lo que determina su participación en interacciones débiles a través del intercambio z 0 (similar a cómo la carga eléctrica de una partícula determina su participación en interacciones electromagnéticas mediante el intercambio de fotones) es 0,0719 ± 0,0045, según mediciones experimentales de violación de la paridad durante la dispersión de electrones polarizados en protones. El valor medido es consistente, dentro del error experimental, con las predicciones teóricas del Modelo Estándar (0,0708 ± 0,0003).

Estabilidad [ | ]

El protón libre es estable, los estudios experimentales no han revelado ningún signo de su desintegración (el límite inferior de vida útil es 2,9⋅10 29 años independientemente del canal de desintegración, 8,2⋅10 33 años para la desintegración en positrón y pión neutro, 6,6⋅ 10 33 años para la desintegración en un muón positivo y un pión neutro). Dado que el protón es el más ligero de los bariones, la estabilidad del protón es consecuencia de la ley de conservación del número bariónico: un protón no puede descomponerse en partículas más ligeras (por ejemplo, en un positrón y un neutrino) sin violar esta ley. Sin embargo, muchas extensiones teóricas del modelo estándar predicen procesos (aún no observados) que darían como resultado la no conservación del número bariónico y, por tanto, la desintegración de protones.

Un protón unido a un núcleo atómico es capaz de capturar un electrón de la capa electrónica K, L o M del átomo (la llamada “captura de electrones”). Un protón del núcleo atómico, habiendo absorbido un electrón, se convierte en neutrón y simultáneamente emite un neutrino: p+e − →+ν mi . Un "agujero" en la capa K, L o M formado por captura de electrones se llena con un electrón de una de las capas de electrones suprayacentes del átomo, emitiendo rayos X característicos correspondientes al número atómico. z− 1, y/o electrones Auger. Se conocen más de 1000 isótopos de 7
4 a 262
105, decayendo por captura de electrones. Con energías de desintegración disponibles suficientemente altas (por encima 2me c 2 ≈ 1,022 MeV) se abre un canal de desintegración competitivo: desintegración de positrones p → +e ++ν mi . Cabe destacar que estos procesos sólo son posibles para un protón en algunos núcleos, donde la energía faltante se repone mediante la transición del neutrón resultante a una capa nuclear inferior; para un protón libre están prohibidos por la ley de conservación de la energía.

La fuente de protones en química son los ácidos minerales (nítrico, sulfúrico, fosfórico y otros) y orgánicos (fórmico, acético, oxálico y otros). En una solución acuosa, los ácidos son capaces de disociarse con la eliminación de un protón, formando un catión hidronio.

En la fase gaseosa, los protones se obtienen mediante ionización, la eliminación de un electrón de un átomo de hidrógeno. El potencial de ionización de un átomo de hidrógeno no excitado es 13,595 eV. Cuando el hidrógeno molecular es ionizado por electrones rápidos a presión atmosférica y temperatura ambiente, inicialmente se forma el ion hidrógeno molecular (H 2 +), un sistema físico que consta de dos protones unidos a una distancia de 1,06 por un electrón. La estabilidad de tal sistema, según Pauling, es causada por la resonancia de un electrón entre dos protones con una “frecuencia de resonancia” igual a 7·10 14 s −1. Cuando la temperatura aumenta a varios miles de grados, la composición de los productos de ionización del hidrógeno cambia a favor de los protones: H +.

Solicitud [ | ]

Los haces de protones acelerados se utilizan en física experimental de partículas elementales (estudio de los procesos de dispersión y producción de haces de otras partículas), en medicina (terapia de protones contra el cáncer).

ver también [ | ]

Notas [ | ]

http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt Constantes físicas fundamentales --- Listado completo
Valor CODATA: masa de protones
Valor CODATA: masa de protones en u
Ahmed S.; et al. (2004). "Restricciones a la desintegración de nucleones mediante modos invisibles del Observatorio de Neutrinos de Sudbury". Cartas de revisión física. 92 (10): 102004. arXiv: hep-ex/0310030. Código Bib:2004PhRvL..92j2004A. DOI:10.1103/PhysRevLett.92.102004. PMID.
Valor CODATA: energía equivalente en masa de protones en MeV
Valor CODATA: relación de masa protón-electrón
, Con. 67.
Hofstadter P. Estructura de núcleos y nucleones // Phys. - 1963. - T. 81, núm. 1. - P. 185-200. -ISSN. - URL: http://ufn.ru/ru/articles/1963/9/e/
Shchelkin K. I. Procesos virtuales y estructura del nucleón // Física del micromundo - M.: Atomizdat, 1965. - P. 75.
Dispersión elástica, interacciones periféricas y resonancias // Partículas de alta energía. Altas energías en el espacio y laboratorios - M.: Nauka, 1965. - P. 132.

Al estudiar la estructura de la materia, los físicos descubrieron de qué están hechos los átomos, llegaron al núcleo atómico y lo dividieron en protones y neutrones. Todos estos pasos se dieron con bastante facilidad: solo había que acelerar las partículas hasta la energía requerida, empujarlas unas contra otras y luego ellas mismas se desintegrarían en sus partes componentes.

Pero con los protones y los neutrones este truco ya no funcionaba. Aunque son partículas compuestas, no pueden “romperse en pedazos” ni siquiera en la colisión más violenta. Por lo tanto, los físicos tardaron décadas en encontrar diferentes formas de mirar dentro del protón, ver su estructura y forma. Hoy en día, el estudio de la estructura del protón es una de las áreas más activas de la física de partículas.

La naturaleza da pistas

La historia del estudio de la estructura de protones y neutrones se remonta a la década de 1930. Cuando, además de los protones, se descubrieron los neutrones (1932), después de medir su masa, los físicos se sorprendieron al descubrir que estaba muy cerca de la masa de un protón. Además, resultó que los protones y los neutrones “sienten” la interacción nuclear exactamente de la misma manera. Tan idénticos que, desde el punto de vista de las fuerzas nucleares, un protón y un neutrón pueden considerarse como dos manifestaciones de la misma partícula: un nucleón: un protón es un nucleón cargado eléctricamente y un neutrón es un nucleón neutro. Cambie protones por neutrones y las fuerzas nucleares (casi) no notarán nada.

Los físicos expresan esta propiedad de la naturaleza como simetría: la interacción nuclear es simétrica con respecto a la sustitución de protones por neutrones, así como una mariposa es simétrica con respecto a la sustitución de la izquierda por la derecha. Esta simetría, además de desempeñar un papel importante en la física nuclear, fue en realidad el primer indicio de que los nucleones tenían una estructura interna interesante. Es cierto que en los años 30 los físicos no se dieron cuenta de este indicio.

La comprensión llegó más tarde. Todo comenzó con el hecho de que en las décadas de 1940 y 1950, en las reacciones de colisiones de protones con núcleos de diversos elementos, los científicos se sorprendieron al descubrir cada vez más partículas nuevas. Ni protones, ni neutrones, ni los mesones pi descubiertos en ese momento, que contienen nucleones en los núcleos, sino algunas partículas completamente nuevas. A pesar de toda su diversidad, estas nuevas partículas tenían dos propiedades comunes. En primer lugar, ellos, como los nucleones, participaron muy voluntariamente en interacciones nucleares; ahora esas partículas se llaman hadrones. Y en segundo lugar, eran extremadamente inestables. Los más inestables se desintegraron en otras partículas en solo una billonésima de nanosegundo, ¡sin siquiera tener tiempo de volar del tamaño de un núcleo atómico!

Durante mucho tiempo, el “zoológico” de hadrones fue un completo desastre. A finales de la década de 1950, los físicos ya habían aprendido bastantes tipos diferentes de hadrones, comenzaron a compararlos entre sí y de repente vieron una cierta simetría general, incluso periodicidad, en sus propiedades. Se sugirió que dentro de todos los hadrones (incluidos los nucleones) hay algunos objetos simples llamados "quarks". Combinando quarks de diferentes maneras, es posible obtener hadrones diferentes, exactamente del mismo tipo y con las mismas propiedades que se descubrieron en el experimento.

¿Qué hace que un protón sea un protón?

Después de que los físicos descubrieron la estructura de los quarks de los hadrones y supieron que los quarks existen en varias variedades diferentes, quedó claro que se podían construir muchas partículas diferentes a partir de quarks. Por eso, nadie se sorprendió cuando en experimentos posteriores se siguieron encontrando nuevos hadrones, uno tras otro. Pero entre todos los hadrones, se descubrió toda una familia de partículas que, al igual que el protón, consta de sólo dos tu-quarks y uno d-cuarc. Una especie de “hermano” del protón. Y aquí los físicos se llevaron una sorpresa.

Primero hagamos una simple observación. Si tenemos varios objetos que constan de los mismos "ladrillos", entonces los objetos más pesados contienen más "ladrillos" y los más ligeros contienen menos. Este es un principio muy natural, que puede llamarse principio de combinación o principio de superestructura, y funciona perfectamente tanto en la vida cotidiana como en la física. Incluso se manifiesta en la estructura de los núcleos atómicos; después de todo, los núcleos más pesados simplemente están formados por una mayor cantidad de protones y neutrones.

Sin embargo, a nivel de los quarks, este principio no funciona en absoluto y, es cierto, los físicos aún no han descubierto del todo por qué. Resulta que los hermanos pesados del protón también están formados por los mismos quarks que el protón, aunque son una vez y media o incluso dos veces más pesados que el protón. Se diferencian del protón (y se diferencian entre sí) no composición, y mutuo ubicación quarks, por el estado en el que se encuentran estos quarks entre sí. Basta con cambiar la posición relativa de los quarks y del protón obtendremos otra partícula notablemente más pesada.

¿Qué pasará si todavía tomas y recolectas más de tres quarks juntos? ¿Habrá una nueva partícula pesada? Sorprendentemente, no funcionará: los quarks se dividirán en tres y se convertirán en varias partículas dispersas. ¡Por alguna razón, a la naturaleza "no le gusta" combinar muchos quarks en un todo! Sólo muy recientemente, literalmente en los últimos años, comenzaron a aparecer indicios de que algunas partículas multiquarks existen, pero esto solo enfatiza cuánto no le gustan a la naturaleza.

De esta combinatoria se desprende una conclusión muy importante y profunda: la masa de los hadrones no consiste en absoluto en la masa de los quarks. Pero si la masa de un hadrón puede aumentarse o disminuirse simplemente recombinando sus ladrillos constituyentes, entonces no son los quarks en sí los responsables de la masa de los hadrones. De hecho, en experimentos posteriores se descubrió que la masa de los propios quarks es solo aproximadamente el dos por ciento de la masa del protón, y el resto de la gravedad surge debido al campo de fuerza (partículas especiales: gluones) que unen los quarks. Al cambiar la posición relativa de los quarks, por ejemplo, alejándolos unos de otros, cambiamos la nube de gluones, haciéndola más masiva, razón por la cual aumenta la masa de hadrones (Fig. 1).

¿Qué sucede dentro de un protón que se mueve rápidamente?

Todo lo descrito anteriormente se refiere a un protón estacionario; en el lenguaje de los físicos, esta es la estructura del protón en su estado de reposo. Sin embargo, en el experimento, la estructura del protón se descubrió por primera vez en otras condiciones: dentro vuelo rápido protón.

A finales de la década de 1960, en experimentos sobre colisiones de partículas en aceleradores, se observó que los protones que viajaban a una velocidad cercana a la de la luz se comportaban como si la energía en su interior no estuviera distribuida uniformemente, sino concentrada en objetos compactos individuales. El famoso físico Richard Feynman propuso llamar protones a estos grupos de materia dentro partones(De inglés parte - Parte).

Experimentos posteriores examinaron muchas de las propiedades de los partones, por ejemplo, su carga eléctrica, su número y la fracción de energía de los protones que cada uno transporta. Resulta que los partones cargados son quarks y los partones neutros son gluones. Sí, esos mismos gluones, que en el marco de reposo del protón simplemente "sirvieron" a los quarks, atrayéndolos entre sí, ahora son partones independientes y, junto con los quarks, transportan la "materia" y la energía de un protón que se mueve rápidamente. Los experimentos han demostrado que aproximadamente la mitad de la energía se almacena en quarks y la otra mitad en gluones.

La forma más conveniente de estudiar los partones es en colisiones de protones con electrones. El hecho es que, a diferencia de un protón, un electrón no participa en interacciones nucleares fuertes y su colisión con un protón parece muy simple: el electrón emite un fotón virtual durante muy poco tiempo, que choca contra un partón cargado y finalmente genera un gran cantidad de partículas ( Fig. 2). Podemos decir que el electrón es un bisturí excelente para “abrir” el protón y dividirlo en partes separadas, pero sólo por un tiempo muy corto. Sabiendo con qué frecuencia ocurren estos procesos en un acelerador, se puede medir el número de partones dentro de un protón y sus cargas.

¿Quiénes son realmente los Parton?

Y aquí llegamos a otro descubrimiento sorprendente que hicieron los físicos mientras estudiaban las colisiones de partículas elementales a altas energías.

En condiciones normales, la pregunta de en qué consiste tal o cual objeto tiene una respuesta universal para todos los sistemas de referencia. Por ejemplo, una molécula de agua consta de dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno, y no importa si estamos mirando una molécula estacionaria o en movimiento. Sin embargo, ¡esta regla parece tan natural! - se viola si hablamos de partículas elementales que se mueven a velocidades cercanas a la velocidad de la luz. En un marco de referencia, una partícula compleja puede consistir en un conjunto de subpartículas, y en otro marco de referencia, en otro. Resulta que La composición es un concepto relativo.!

¿Cómo puede ser esto? La clave aquí es una propiedad importante: el número de partículas en nuestro mundo no es fijo: las partículas pueden nacer y desaparecer. Por ejemplo, si junta dos electrones con una energía suficientemente alta, además de estos dos electrones, puede nacer un fotón, un par electrón-positrón o algunas otras partículas. Todo esto lo permiten las leyes cuánticas, y esto es exactamente lo que sucede en experimentos reales.

Pero esta “ley de no conservación” de las partículas funciona en caso de colisiones partículas. ¿Cómo es posible que el mismo protón, desde diferentes puntos de vista, parezca estar formado por un conjunto diferente de partículas? La cuestión es que un protón no son sólo tres quarks juntos. Entre los quarks existe un campo de fuerza de gluones. En general, un campo de fuerza (como un campo gravitacional o eléctrico) es un tipo de “entidad” material que impregna el espacio y permite que las partículas ejerzan una poderosa influencia entre sí. En la teoría cuántica, el campo también se compone de partículas, aunque sean especiales: virtuales. El número de estas partículas no es fijo; constantemente “brotan” de los quarks y son absorbidas por otros quarks.

descansando En realidad, se puede pensar en un protón como tres quarks con gluones saltando entre ellos. Pero si miramos el mismo protón desde un marco de referencia diferente, como desde la ventana de un "tren relativista" que pasa, veremos una imagen completamente diferente. Esos gluones virtuales que unieron a los quarks parecerán partículas menos virtuales y “más reales”. Por supuesto, todavía nacen y son absorbidos por los quarks, pero al mismo tiempo viven solos durante algún tiempo, volando junto a los quarks, como partículas reales. ¡Lo que parece un simple campo de fuerza en un marco de referencia se convierte en una corriente de partículas en otro marco! Tenga en cuenta que no tocamos el protón en sí, sino que sólo lo miramos desde un marco de referencia diferente.

Además. Cuanto más se acerque la velocidad de nuestro “tren relativista” a la velocidad de la luz, más sorprendente será la imagen que veremos dentro del protón. A medida que nos acerquemos a la velocidad de la luz, notaremos que cada vez hay más gluones dentro del protón. Además, a veces se dividen en pares quark-antiquark, que también vuelan cerca y también se consideran partones. Como resultado, un protón ultrarelativista, es decir, un protón que se mueve con respecto a nosotros a una velocidad muy cercana a la de la luz, aparece en forma de nubes interpenetrantes de quarks, antiquarks y gluones que vuelan juntos y parecen apoyarse mutuamente (Fig. .3).

Un lector familiarizado con la teoría de la relatividad puede estar preocupado. Toda la física se basa en el principio de que cualquier proceso se desarrolla de la misma manera en todos los sistemas de referencia inerciales. ¡¿Pero resulta que la composición del protón depende del marco de referencia desde el cual lo observamos?!

Sí, exactamente, pero esto de ninguna manera viola el principio de relatividad. Los resultados de los procesos físicos (por ejemplo, qué partículas y cuántas se producen como resultado de una colisión) resultan invariantes, aunque la composición del protón depende del marco de referencia.

Esta situación, inusual a primera vista, pero que cumple todas las leyes de la física, se ilustra esquemáticamente en la Figura 4. Muestra cómo se ve la colisión de dos protones con alta energía en diferentes marcos de referencia: en el marco de reposo de un protón, en el marco del centro de masa, en el marco de reposo de otro protón. La interacción entre protones se lleva a cabo a través de una cascada de gluones en descomposición, pero solo en un caso esta cascada se considera el "interior" de un protón, en otro caso se considera parte de otro protón, y en el tercero es simplemente algo Objeto que se intercambia entre dos protones. Esta cascada existe, es real, pero a qué parte del proceso se debe atribuir depende del marco de referencia.

Retrato 3D de un protón

Todos los resultados de los que acabamos de hablar se basan en experimentos realizados hace bastante tiempo, entre los años 60 y 70 del siglo pasado. Parecería que desde entonces todo debería haberse estudiado y todas las preguntas deberían haber encontrado respuesta. Pero no: la estructura del protón sigue siendo uno de los temas más interesantes de la física de partículas. Además, en los últimos años ha vuelto a aumentar el interés por él, porque los físicos han descubierto cómo obtener un retrato "tridimensional" de un protón en rápido movimiento, lo que resultó ser mucho más difícil que un retrato de un protón estacionario.

Los experimentos clásicos sobre colisiones de protones sólo hablan del número de partones y de su distribución de energía. En tales experimentos, los partones participan como objetos independientes, lo que significa que es imposible descubrir a partir de ellos cómo se ubican los partones entre sí o cómo se suman exactamente para formar un protón. Podemos decir que durante mucho tiempo los físicos sólo dispusieron de un retrato "unidimensional" de un protón en rápido movimiento.

Para construir un retrato tridimensional real de un protón y conocer la distribución de los partones en el espacio, se necesitan experimentos mucho más sutiles que los que eran posibles hace 40 años. Los físicos aprendieron a realizar tales experimentos recientemente, literalmente en la última década. Se dieron cuenta de que entre la gran cantidad de reacciones diferentes que ocurren cuando un electrón choca con un protón, hay una reacción especial: dispersión Compton virtual profunda, - que puede informarnos sobre la estructura tridimensional del protón.

En general, la dispersión Compton, o efecto Compton, es la colisión elástica de un fotón con una partícula, por ejemplo un protón. Se ve así: llega un fotón, es absorbido por un protón, que entra en un estado excitado por un corto tiempo y luego regresa a su estado original, emitiendo un fotón en alguna dirección.

La dispersión Compton de fotones de luz ordinarios no conduce a nada interesante: es simplemente el reflejo de la luz de un protón. Para que la estructura interna del protón "entre en juego" y se "sienta" la distribución de los quarks, es necesario utilizar fotones de muy alta energía, miles de millones de veces más que en la luz ordinaria. Y precisamente esos fotones, aunque sean virtuales, son fácilmente generados por un electrón incidente. Si ahora combinamos uno con el otro, obtenemos una dispersión Compton virtual profunda (Fig. 5).

La característica principal de esta reacción es que no destruye el protón. El fotón incidente no sólo choca contra el protón, sino que, por así decirlo, lo palpa con cuidado y luego se va volando. La dirección en la que vuela y la parte de la energía que el protón toma de él depende de la estructura del protón, de la disposición relativa de los partones en su interior. Por eso, estudiando este proceso, es posible restaurar la apariencia tridimensional del protón, como si “esculpiera su escultura”.

Es cierto que esto es muy difícil de hacer para un físico experimental. El proceso requerido ocurre con bastante poca frecuencia y es difícil registrarlo. Los primeros datos experimentales sobre esta reacción se obtuvieron recién en 2001 en el acelerador HERA del complejo acelerador alemán DESY en Hamburgo; Los experimentadores están procesando ahora una nueva serie de datos. Sin embargo, hoy en día, basándose en los primeros datos, los teóricos están dibujando distribuciones tridimensionales de quarks y gluones en el protón. Del experimento finalmente empezó a “emerger” una magnitud física sobre la que hasta entonces los físicos sólo habían hecho suposiciones.

¿Nos espera algún descubrimiento inesperado en esta área? Es probable que sí. Para ilustrarlo, digamos que en noviembre de 2008 apareció un interesante artículo teórico que afirma que un protón que se mueve rápidamente no debería parecerse a un disco plano, sino a una lente bicóncava. Esto sucede porque las partes que se encuentran en la región central del protón se comprimen más fuertemente en la dirección longitudinal que las partes que se encuentran en los bordes. ¡Sería muy interesante probar experimentalmente estas predicciones teóricas!

¿Por qué es todo esto interesante para los físicos?

¿Por qué los físicos necesitan saber exactamente cómo se distribuye la materia dentro de los protones y neutrones?

En primer lugar, esto lo exige la lógica misma del desarrollo de la física. Hay muchos sistemas sorprendentemente complejos en el mundo que la física teórica moderna aún no puede afrontar por completo. Los hadrones son uno de esos sistemas. Al comprender la estructura de los hadrones, estamos perfeccionando las habilidades de la física teórica, que bien puede resultar universal y, tal vez, ayudar en algo completamente diferente, por ejemplo, en el estudio de superconductores u otros materiales con propiedades inusuales.

En segundo lugar, existe un beneficio directo para la física nuclear. A pesar de la historia de casi un siglo de estudio de los núcleos atómicos, los teóricos aún no conocen la ley exacta de interacción entre protones y neutrones.

Tienen que adivinar esta ley en parte basándose en datos experimentales y en parte construirla basándose en el conocimiento sobre la estructura de los nucleones. Aquí es donde ayudarán los nuevos datos sobre la estructura tridimensional de los nucleones.

En tercer lugar, hace varios años los físicos pudieron obtener nada menos que un nuevo estado agregado de la materia: el plasma de quarks y gluones. En este estado, los quarks no se encuentran dentro de protones y neutrones individuales, sino que caminan libremente por toda la masa nuclear. Esto se puede lograr, por ejemplo, de esta manera: los núcleos pesados se aceleran en un acelerador a una velocidad muy cercana a la velocidad de la luz y luego chocan de frente. En esta colisión se producen en muy poco tiempo temperaturas de billones de grados, lo que hace que los núcleos se fundan en plasma de quarks y gluones. Resulta entonces que los cálculos teóricos de esta fusión nuclear requieren un buen conocimiento de la estructura tridimensional de los nucleones.

Finalmente, estos datos son muy necesarios para la astrofísica. Cuando las estrellas pesadas explotan al final de su vida, a menudo dejan tras de sí objetos extremadamente compactos: estrellas de neutrones y posiblemente de quarks. El núcleo de estas estrellas está formado enteramente por neutrones y tal vez incluso por plasma frío de quarks y gluones. Este tipo de estrellas se han descubierto desde hace mucho tiempo, pero sólo se puede adivinar lo que sucede en su interior. Por tanto, una buena comprensión de las distribuciones de los quarks puede conducir a avances en astrofísica.

En este artículo encontrarás información sobre el protón, como partícula elemental que forma la base del universo junto con sus demás elementos, utilizada en química y física. Se determinarán las propiedades del protón, sus características en química y estabilidad.

¿Qué es un protón?

Un protón es uno de los representantes de las partículas elementales, que se clasifica como barión, p. en el que los fermiones interactúan fuertemente y la propia partícula consta de 3 quarks. El protón es una partícula estable y tiene un impulso personal: espín ½. La designación física del protón es pag(o pag +)

Un protón es una partícula elemental que participa en procesos de tipo termonuclear. Este tipo de reacción es esencialmente la principal fuente de energía generada por las estrellas en todo el universo. Casi toda la cantidad de energía liberada por el Sol existe únicamente gracias a la combinación de 4 protones en un núcleo de helio con la formación de un neutrón a partir de dos protones.

Propiedades inherentes a un protón.

Un protón es uno de los representantes de los bariones. Es un hecho. La carga y la masa de un protón son cantidades constantes. El protón tiene carga eléctrica +1, y su masa se determina en varias unidades de medida y está en MeV 938,272 0813(58), en kilogramos de un protón el peso está en las cifras 1,672 621 898(21) 10 −27 kg, en unidades de masas atómicas el peso de un protón es 1,007 276 466 879(91) a. e.m., y en relación a la masa del electrón, el protón pesa 1836,152 673 89 (17) en relación al electrón.

Un protón, cuya definición ya se ha dado anteriormente, desde el punto de vista de la física, es una partícula elemental con una proyección de isospin +½, y la física nuclear percibe esta partícula con el signo opuesto. El protón en sí es un nucleón y consta de 3 quarks (dos quarks u y un quark d).

La estructura del protón fue estudiada experimentalmente por el físico nuclear de los Estados Unidos de América, Robert Hofstadter. Para lograr este objetivo, el físico hizo colisionar protones con electrones de alta energía y recibió el Premio Nobel de Física por su descripción.

El protón contiene un núcleo (núcleo pesado), que contiene alrededor del treinta y cinco por ciento de la energía de la carga eléctrica del protón y tiene una densidad bastante alta. La capa que rodea el núcleo está relativamente descargada. La capa se compone principalmente de mesones virtuales de tipo yp y transporta alrededor del cincuenta por ciento del potencial eléctrico del protón y está ubicada a una distancia de aproximadamente 0,25 * 10 13 a 1,4 * 10 13 . Aún más, a una distancia de aproximadamente 2,5 * 10 13 centímetros, la capa consta de yw mesones virtuales y contiene aproximadamente el quince por ciento restante de la carga eléctrica del protón.

Estabilidad y estabilidad de protones

En estado libre, el protón no muestra ningún signo de desintegración, lo que indica su estabilidad. El estado estable de un protón, como representante más ligero de los bariones, está determinado por la ley de conservación del número de bariones. Sin violar la ley SBC, los protones son capaces de descomponerse en neutrinos, positrones y otras partículas elementales más ligeras.

El protón del núcleo de los átomos tiene la capacidad de capturar ciertos tipos de electrones que tienen capas atómicas K, L, M. Un protón, una vez completada la captura de electrones, se transforma en un neutrón y, como resultado, libera un neutrino, y el "agujero" formado como resultado de la captura de electrones se llena con electrones de encima de las capas atómicas subyacentes.

En los sistemas de referencia no inerciales, los protones deben adquirir una vida limitada que pueda calcularse; esto se debe al efecto Unruh (radiación), que en la teoría cuántica de campos predice la posible contemplación de radiación térmica en un sistema de referencia que se acelera en el ausencia de este tipo de radiación. Por lo tanto, un protón, si tiene una vida finita, puede sufrir una desintegración beta en un positrón, neutrón o neutrino, a pesar de que el proceso de dicha desintegración está prohibido por la ZSE.

Uso de protones en química.

Un protón es un átomo de H formado a partir de un solo protón y no tiene un electrón, por lo que, en un sentido químico, un protón es un núcleo de un átomo de H. Un neutrón emparejado con un protón crea el núcleo de un átomo. En el PTCE de Dmitry Ivanovich Mendeleev, el número de elemento indica el número de protones en el átomo de un elemento en particular, y el número de elemento está determinado por la carga atómica.

Los cationes de hidrógeno son aceptores de electrones muy fuertes. En química, los protones se obtienen principalmente de ácidos orgánicos y minerales. La ionización es un método para producir protones en fases gaseosas.

Protón (partícula elemental)

La teoría de campo de las partículas elementales, que opera en el marco de la CIENCIA, se basa en una base probada por la FÍSICA:

Electrodinámica clásica,
Mecánica cuántica (sin partículas virtuales que contradigan la ley de conservación de la energía),
Las leyes de conservación son leyes fundamentales de la física.

Ésta es la diferencia fundamental entre el enfoque científico utilizado por la teoría de campos de partículas elementales: una verdadera teoría debe operar estrictamente dentro de las leyes de la naturaleza: esto es CIENCIA.

Usar partículas elementales que no existen en la naturaleza, inventar interacciones fundamentales que no existen en la naturaleza, o reemplazar las interacciones que existen en la naturaleza con otras fabulosas, ignorar las leyes de la naturaleza, realizar manipulaciones matemáticas con ellas (creando la apariencia de ciencia) - este es el lote de CUENTOS DE HADAS que se hacen pasar por ciencia. Como resultado, la física cayó en el mundo de los cuentos de hadas matemáticos. Los personajes de cuentos de hadas del modelo estándar (quarks con gluones), junto con los gravitones de cuentos de hadas y los cuentos de hadas de la “teoría cuántica”, ya han penetrado los libros de texto de física y engañan a los niños, haciendo pasar los cuentos de hadas matemáticos por realidad. Los partidarios de la Nueva Física honesta intentaron resistirse a esto, pero las fuerzas no eran iguales. Y así fue hasta 2010, antes de la aparición de la teoría de campos de partículas elementales, cuando la lucha por el renacimiento de FÍSICA-CIENCIA pasó al nivel de confrontación abierta entre la teoría científica genuina y los cuentos de hadas matemáticos que tomaron el poder en la física de el micromundo (y no sólo).

Pero la humanidad no habría conocido los logros de la Nueva Física sin Internet, los motores de búsqueda y la capacidad de decir libremente la verdad en las páginas del sitio. En cuanto a las publicaciones que ganan dinero con la ciencia, ¿quién las lee hoy por dinero, cuando es posible obtener rápida y libremente la información necesaria en Internet?

1 Un protón es una partícula elemental
2 Cuando la física seguía siendo una ciencia
3 protón en física
4 radio de protones
5 Momento magnético de un protón
6 Campo eléctrico de un protón

Ernest Rutherford en 1919, irradiando núcleos de nitrógeno con partículas alfa, observó la formación de núcleos de hidrógeno. Rutherford llamó protón a la partícula resultante de la colisión. Las primeras fotografías de huellas de protones en una cámara de niebla fueron tomadas en 1925 por Patrick Blackett. Pero los propios iones de hidrógeno (que son protones) se conocían mucho antes de los experimentos de Rutherford.
Hoy, en el siglo XXI, la física puede decir mucho más sobre los protones.

1 El protón es una partícula elemental.

Las ideas de los físicos sobre la estructura del protón cambiaron a medida que se desarrolló la física.
Inicialmente, la física consideró que el protón era una partícula elemental hasta 1964, cuando GellMann y Zweig propusieron de forma independiente la hipótesis de los quarks.

Inicialmente, el modelo de quarks de hadrones se limitaba a sólo tres quarks hipotéticos y sus antipartículas. Esto permitió describir correctamente el espectro de partículas elementales conocido en ese momento, sin tener en cuenta los leptones, que no encajaban en el modelo propuesto y, por tanto, fueron reconocidos como elementales, junto con los quarks. El precio de esto fue la introducción de cargas eléctricas fraccionarias que no existen en la naturaleza. Luego, a medida que la física se desarrolló y se dispuso de nuevos datos experimentales, el modelo de quarks creció y se transformó gradualmente, hasta convertirse finalmente en el modelo estándar.

Los físicos han estado buscando diligentemente nuevas partículas hipotéticas. La búsqueda de quarks se llevó a cabo en los rayos cósmicos, en la naturaleza (ya que su carga eléctrica fraccionada no se puede compensar) y en aceleradores.
Pasaron las décadas, el poder de los aceleradores creció y el resultado de la búsqueda de hipotéticos quarks fue siempre el mismo: Los quarks NO se encuentran en la naturaleza..

Al ver la perspectiva de la muerte del modelo de quarks (y luego del estándar), sus partidarios compusieron y transmitieron a la humanidad un cuento de hadas de que se observaron rastros de quarks en algunos experimentos. - Es imposible verificar esta información: los datos experimentales se procesan utilizando el modelo estándar y siempre darán algo que se necesita. La historia de la física conoce ejemplos en los que, en lugar de una partícula, se introdujo otra: la última manipulación de datos experimentales fue el deslizamiento de un mesón vectorial como el fabuloso bosón de Higgs, supuestamente responsable de la masa de las partículas, pero al mismo tiempo el tiempo no crea su campo gravitacional. Este cuento matemático recibió incluso el Premio Nobel de Física. En nuestro caso, las ondas estacionarias de un campo electromagnético alterno, sobre las cuales se escribieron teorías ondulatorias de partículas elementales, se introdujeron como quarks de hadas.

Cuando el trono bajo el modelo estándar comenzó a temblar nuevamente, sus partidarios compusieron y deslizaron a la humanidad un nuevo cuento de hadas para los más pequeños, llamado “Confinamiento”. Cualquier persona pensante verá inmediatamente en ello una burla de la ley de conservación de la energía, una ley fundamental de la naturaleza. Pero los partidarios del Modelo Estándar no quieren ver la REALIDAD.

2 Cuando la física seguía siendo una ciencia

Cuando la física seguía siendo una ciencia, la verdad no estaba determinada por la opinión de la mayoría, sino por experimentos. Ésta es la diferencia fundamental entre FÍSICA-CIENCIA y los cuentos de hadas matemáticos que se hacen pasar por física.
Todos los experimentos en busca de quarks hipotéticos.(excepto, por supuesto, por deslizarse en sus creencias bajo la apariencia de datos experimentales) han demostrado claramente: NO hay quarks en la naturaleza.

Ahora los partidarios del Modelo Estándar están tratando de reemplazar el resultado de todos los experimentos, que se convirtieron en una sentencia de muerte para el Modelo Estándar, con su opinión colectiva, haciéndola pasar por realidad. Pero no importa cuánto tiempo dure el cuento de hadas, siempre habrá un final. La única pregunta es qué tipo de final será: los partidarios del Modelo Estándar mostrarán inteligencia, coraje y cambiarán de posición tras el veredicto unánime de los experimentos (o más bien: el veredicto de la NATURALEZA), o serán relegados a la historia en medio de risa universal Nueva física: la física del siglo XXI., como narradores que intentaron engañar a toda la humanidad. La elección es de ellos.

Ahora sobre el protón mismo.

3 protón en física

Protón - partícula elemental número cuántico L=3/2 (espín = 1/2) - grupo bariónico, subgrupo de protones, carga eléctrica +e (sistematización según la teoría de campos de partículas elementales).
Según la teoría de campo de las partículas elementales (una teoría basada en una base científica y la única que recibió el espectro correcto de todas las partículas elementales), un protón consiste en un campo electromagnético alterno polarizado giratorio con un componente constante. Todas las afirmaciones infundadas del modelo estándar de que el protón supuestamente está formado por quarks no tienen nada que ver con la realidad. - La física ha demostrado experimentalmente que el protón tiene campos electromagnéticos y también un campo gravitacional. Los físicos adivinaron brillantemente que las partículas elementales no sólo tienen campos electromagnéticos, sino que están formados por ellos, hace 100 años, pero no fue posible construir una teoría hasta 2010. Ahora, en 2015, también apareció una teoría de la gravedad de partículas elementales, que estableció la naturaleza electromagnética de la gravedad y obtuvo ecuaciones del campo gravitacional de partículas elementales, diferentes de las ecuaciones de gravedad, a partir de las cuales más de un matemático Se construyó un cuento de hadas en física.

Por el momento, la teoría de campo de las partículas elementales (a diferencia del modelo estándar) no contradice los datos experimentales sobre la estructura y el espectro de las partículas elementales y, por lo tanto, la física puede considerarla como una teoría que funciona en la naturaleza.

Estructura del campo electromagnético de un protón.(El campo eléctrico constante E, el campo magnético constante H y el campo electromagnético alterno están marcados en amarillo)
Balance energético (porcentaje de la energía interna total):

campo eléctrico constante (E) - 0,346%,
campo magnético constante (H) - 7,44%,
campo electromagnético alterno - 92,21%.

De ello se deduce que para el protón m 0~ =0,9221 m 0 y alrededor del 8 por ciento de su masa se concentra en campos eléctricos y magnéticos constantes. La relación entre la energía concentrada en un campo magnético constante de un protón y la energía concentrada en un campo eléctrico constante es 21,48. Esto explica la presencia de fuerzas nucleares en el protón..

El campo eléctrico de un protón consta de dos regiones: una región exterior con carga positiva y una región interior con carga negativa. La diferencia en las cargas de las regiones exterior e interior determina la carga eléctrica total del protón +e. Su cuantificación se basa en la geometría y estructura de las partículas elementales.

Y así es como se ven las interacciones fundamentales de las partículas elementales que realmente existen en la naturaleza:

4 radio de protones

La teoría de campos de partículas elementales define el radio (r) de una partícula como la distancia desde el centro hasta el punto en el que se alcanza la máxima densidad de masa.

Para un protón, este será 3,4212 ∙10 -16 m, a esto hay que sumarle el espesor de la capa del campo electromagnético, y se obtendrá el radio de la región del espacio que ocupa el protón:

Para un protón, esto será 4,5616 ∙10 -16 m. Por lo tanto, el límite exterior del protón se encuentra a una distancia de 4,5616 ∙10 -16 m del centro de la partícula. Una pequeña parte de la masa se concentra en la constante El campo magnético eléctrico y constante del protón, según las leyes de la electrodinámica, está fuera de este radio.

5 Momento magnético de un protón

A diferencia de la teoría cuántica, la teoría de campos de partículas elementales afirma que los campos magnéticos de las partículas elementales no se crean mediante la rotación de espín de cargas eléctricas, sino que existen simultáneamente con un campo eléctrico constante como componente constante del campo electromagnético. Es por eso Todas las partículas elementales con número cuántico L>0 tienen campos magnéticos constantes..
La teoría de campo de las partículas elementales no considera anómalo el momento magnético del protón: su valor está determinado por un conjunto de números cuánticos en la medida en que la mecánica cuántica funciona en una partícula elemental.
Entonces, el principal momento magnético de un protón es creado por dos corrientes:

(+) con momento magnético +2 (eħ/m 0 s)
(-) con momento magnético -0,5 (eħ/m 0 s)

Para obtener el momento magnético resultante de un protón, es necesario sumar ambos momentos, multiplicar por el porcentaje de energía contenida en la onda del campo electromagnético alterno del protón (dividido por 100%) y sumar la componente de espín (ver Teoría de campos de partículas elementales (Parte 2, sección 3.2), como resultado obtenemos 1,3964237 eh/m 0p c. Para convertirlo en magnetones nucleares ordinarios, el número resultante debe multiplicarse por dos; al final tenemos 2,7928474.

Cuando la física asumió que los momentos magnéticos de las partículas elementales son creados por la rotación del espín de su carga eléctrica, se propusieron unidades apropiadas para medirlos: para el protón es eh/2m 0p c (recordemos que el valor del espín del protón es 1 /2) llamado magnetón nuclear. Ahora se podría omitir 1/2, ya que no lleva carga semántica, y dejar simplemente eh/m 0p c.

Pero en serio, no hay corrientes eléctricas dentro de las partículas elementales, pero sí campos magnéticos (y no hay cargas eléctricas, pero sí campos eléctricos). Es imposible reemplazar los campos magnéticos genuinos de partículas elementales con campos magnéticos de corrientes (así como los campos eléctricos genuinos de partículas elementales con campos de cargas eléctricas), sin pérdida de precisión: estos campos tienen una naturaleza diferente. Hay otra electrodinámica aquí: la electrodinámica de la física de campo, que aún no se ha creado, como la propia física de campo.

6 Campo eléctrico de un protón

6.1 Campo eléctrico de protones en la zona lejana

El conocimiento de la física sobre la estructura del campo eléctrico del protón ha cambiado a medida que la física se ha desarrollado. Inicialmente se creía que el campo eléctrico de un protón es el campo de una carga eléctrica puntual +e. Para este campo habrá:
potencial El campo eléctrico de un protón en el punto (A) de la zona lejana (r > > r p) exactamente, en el sistema SI es igual a:

tensión E del campo eléctrico de protones en la zona lejana (r > > r p) exactamente, en el sistema SI es igual a:

Dónde norte = r/|r| - vector unitario desde el centro de protones en dirección al punto de observación (A), r - distancia desde el centro de protones al punto de observación, e - carga eléctrica elemental, los vectores están en negrita, ε 0 - constante eléctrica, r p =Lħ /(m 0~ c ) es el radio de un protón en la teoría de campos, L es el número cuántico principal de un protón en la teoría de campos, ħ es la constante de Planck, m 0~ es la cantidad de masa contenida en un campo electromagnético alterno de un protón en reposo, C es la velocidad de la luz. (No hay multiplicador en el sistema GHS. Multiplicador SI.)

Estas expresiones matemáticas son correctas para la zona lejana del campo eléctrico del protón: r p , pero la física supuso entonces que su validez también se extendía a la zona cercana, hasta distancias del orden de 10 a 14 cm.

6.2 Cargas eléctricas de un protón

En la primera mitad del siglo XX, la física creía que un protón tenía una sola carga eléctrica y era igual a +e.

Después del surgimiento de la hipótesis de los quarks, la física sugirió que dentro de un protón no hay una, sino tres cargas eléctricas: dos cargas eléctricas +2e/3 y una carga eléctrica -e/3. En total, estos cargos dan +e. Esto se hizo porque la física sugirió que el protón tiene una estructura compleja y consta de dos quarks up con una carga de +2e/3 y un quark d con una carga de -e/3. Pero los quarks no se encontraron ni en la naturaleza ni en los aceleradores de ninguna energía, y quedaba por creer su existencia (que es lo que hicieron los partidarios del modelo estándar) o buscar otra estructura de partículas elementales. Pero al mismo tiempo, la información experimental sobre las partículas elementales se acumulaba constantemente en la física, y cuando se acumulaba lo suficiente como para repensar lo que se había hecho, nació la teoría de campo de las partículas elementales.

Según la teoría de campos de partículas elementales, El campo eléctrico constante de partículas elementales con número cuántico L>0, tanto cargados como neutros, es creado por la componente constante del campo electromagnético de la partícula elemental correspondiente.(No es la carga eléctrica la causa fundamental del campo eléctrico, como creía la física en el siglo XIX, pero los campos eléctricos de las partículas elementales son tales que corresponden a los campos de cargas eléctricas). Y el campo de carga eléctrica surge como consecuencia de la presencia de asimetría entre los hemisferios exterior e interior, generando campos eléctricos de signos opuestos. Para las partículas elementales cargadas, se genera un campo de carga eléctrica elemental en la zona lejana, y el signo de la carga eléctrica está determinado por el signo del campo eléctrico generado por el hemisferio exterior. En la zona cercana, este campo tiene una estructura compleja y es dipolar, pero no tiene momento dipolar. Para una descripción aproximada de este campo como un sistema de cargas puntuales, se necesitarán al menos 6 "quarks" dentro de un protón; será más preciso si tomamos 8 "quarks". Está claro que las cargas eléctricas de tales “quarks” serán completamente diferentes de las que considera el modelo estándar (con sus quarks).

La teoría de campos de las partículas elementales ha establecido que el protón, como cualquier otra partícula elemental cargada positivamente, se puede distinguir dos cargas eléctricas y, en consecuencia, dos radios eléctricos:

radio eléctrico del campo eléctrico constante externo (carga q + =+1.25e) - r q+ = 4.39 10 -14 cm,
Radio eléctrico del campo eléctrico constante interno (carga q - = -0,25e) - r q- = 2,45 10 -14 cm.

Estas características del campo eléctrico de protones corresponden a la distribución de la teoría del primer campo de partículas elementales. La física aún no ha establecido experimentalmente la precisión de esta distribución y qué distribución corresponde con mayor precisión a la estructura real del campo eléctrico constante de un protón en la zona cercana, así como a la estructura del campo eléctrico de un protón en la zona cercana. (a distancias del orden de r p). Como puede ver, las cargas eléctricas tienen una magnitud cercana a las cargas de los supuestos quarks (+4/3e=+1.333e y -1/3e=-0.333e) en el protón, pero a diferencia de los quarks, los campos electromagnéticos existen en naturaleza, y tienen una estructura similar de constante Cualquier partícula elemental cargada positivamente tiene un campo eléctrico, independientemente de la magnitud del espín y... .

Los valores de los radios eléctricos para cada partícula elemental son únicos y están determinados por el número cuántico principal en la teoría de campos L, el valor de la masa en reposo, el porcentaje de energía contenida en el campo electromagnético alterno (donde trabaja la mecánica cuántica ) y la estructura de la componente constante del campo electromagnético de la partícula elemental (la misma para todas las partículas elementales dada por el número cuántico principal L), generando un campo eléctrico constante externo. El radio eléctrico indica la ubicación promedio de una carga eléctrica distribuida uniformemente alrededor de la circunferencia, creando un campo eléctrico similar. Ambas cargas eléctricas se encuentran en el mismo plano (el plano de rotación del campo electromagnético alterno de la partícula elemental) y tienen un centro común que coincide con el centro de rotación del campo electromagnético alterno de la partícula elemental.

6.3 Campo eléctrico de un protón en la zona cercana

Conociendo la magnitud de las cargas eléctricas dentro de una partícula elemental y su ubicación, es posible determinar el campo eléctrico creado por ellas.

El campo eléctrico de un protón en la zona cercana (r~r p), en el sistema SI, como suma vectorial, es aproximadamente igual a:

Dónde norte+ = r+/|r + | - vector unitario desde el punto cercano (1) o lejano (2) de carga de protón q + en la dirección del punto de observación (A), norte- = r-/|r - | - vector unitario desde el punto cercano (1) o lejano (2) de la carga del protón q - en la dirección del punto de observación (A), r - la distancia desde el centro del protón hasta la proyección del punto de observación sobre el plano de protones, q + - carga eléctrica externa +1,25e, q - - carga eléctrica interna -0,25e, los vectores están resaltados en negrita, ε 0 - constante eléctrica, z - altura del punto de observación (A) (distancia desde el punto de observación al plano de protones), r 0 - parámetro de normalización. (No hay multiplicador en el sistema GHS. Multiplicador SI.)

Esta expresión matemática es una suma de vectores y debe calcularse según las reglas de la suma de vectores, ya que se trata de un campo de dos cargas eléctricas distribuidas (+1,25e y -0,25e). El primer y tercer término corresponden a los puntos cercanos de las cargas, el segundo y cuarto, a los lejanos. Esta expresión matemática no funciona en la región interna (anillo) del protón, generando sus campos constantes (si se cumplen dos condiciones simultáneamente: ħ/m 0~ c
Potencial de campo eléctrico protón en el punto (A) en la zona cercana (r~r p), en el sistema SI es aproximadamente igual a:

Donde r 0 es un parámetro de normalización, cuyo valor puede diferir de r 0 en la fórmula E. (En el sistema SGS no existe el factor multiplicador SI). Esta expresión matemática no funciona en la región interna (anillo) del protón. , generando sus campos constantes (con la ejecución simultánea de dos condiciones: ħ/m 0~ c
La calibración de r 0 para ambas expresiones de campo cercano debe realizarse en el límite de la región que genera campos de protones constantes.

7 Masa en reposo de protones

De acuerdo con la electrodinámica clásica y la fórmula de Einstein, la masa en reposo de las partículas elementales de número cuántico L>0, incluido el protón, se define como el equivalente de la energía de sus campos electromagnéticos:

donde la integral definida se toma para todo el campo electromagnético de una partícula elemental, E es la intensidad del campo eléctrico, H es la intensidad del campo magnético. Aquí se tienen en cuenta todos los componentes del campo electromagnético: campo eléctrico constante, campo magnético constante, campo electromagnético alterno. Esta fórmula pequeña, pero de gran capacidad física, a partir de la cual se derivan las ecuaciones para el campo gravitacional de las partículas elementales, enviará a la basura más de una "teoría" de cuento de hadas; por eso algunos de sus autores lo odio.

Como se desprende de la fórmula anterior, el valor de la masa en reposo de un protón depende de las condiciones en las que se encuentra el protón. Así, al colocar un protón en un campo eléctrico externo constante (por ejemplo, un núcleo atómico), afectaremos E 2, lo que afectará la masa del protón y su estabilidad. Una situación similar surgirá cuando un protón se coloque en un campo magnético constante. Por tanto, algunas propiedades de un protón dentro de un núcleo atómico difieren de las mismas propiedades de un protón libre en el vacío, lejos de los campos.

8 vida útil del protón

La vida útil del protón establecida por la física corresponde a un protón libre.

La teoría de campo de las partículas elementales establece que La vida útil de una partícula elemental depende de las condiciones en las que se encuentra.. Al colocar un protón en un campo externo (como uno eléctrico), cambiamos la energía contenida en su campo electromagnético. Puedes elegir el signo del campo externo para que aumente la energía interna del protón. Es posible seleccionar un valor tal de la intensidad del campo externo que sea posible que el protón se descomponga en un neutrón, un positrón y un neutrino electrónico y, por lo tanto, el protón se vuelva inestable. Esto es exactamente lo que se observa en los núcleos atómicos, en los que el campo eléctrico de los protones vecinos provoca la desintegración del protón del núcleo. Cuando se introduce energía adicional en el núcleo, la desintegración de protones puede comenzar con una intensidad de campo externo más baja.

Una característica interesante: durante la desintegración de un protón en un núcleo atómico, en el campo electromagnético del núcleo, nace un positrón a partir de la energía del campo electromagnético; de la "materia" (protón) nace la "antimateria" (positrón). !!! y esto no sorprende a nadie.

9 La verdad sobre el modelo estándar

Ahora conozcamos la información que los partidarios del Modelo Estándar no permitirán que se publique en sitios "políticamente correctos" (como la Wikipedia mundial), en los que los opositores de la Nueva Física pueden borrar (o distorsionar) sin piedad la información de los partidarios. de la Nueva Física, a consecuencia de la cual la VERDAD ha sido víctima de la política:

En 1964, Gellmann y Zweig propusieron de forma independiente una hipótesis sobre la existencia de quarks, de los que, en su opinión, se componen los hadrones. Las nuevas partículas fueron dotadas de una carga eléctrica fraccionada que no existe en la naturaleza.
Los leptones NO encajaban en este modelo de quarks, que luego se convirtió en el modelo estándar y, por lo tanto, fueron reconocidos como partículas verdaderamente elementales.
Para explicar la conexión de los quarks en el hadrón, se asumió la existencia en la naturaleza de una interacción fuerte y sus portadores, los gluones. Los gluones, como se esperaba en la teoría cuántica, estaban dotados de unidad de espín, la identidad de partícula y antipartícula, y masa en reposo cero, como un fotón.
En realidad, en la naturaleza no existe una interacción fuerte de hipotéticos quarks, sino fuerzas nucleares de nucleones, y estos son conceptos diferentes.

Han pasado 50 años. Los quarks nunca se encontraron en la naturaleza y se nos inventó un nuevo cuento de hadas matemático llamado "Confinamiento". Una persona pensante puede ver fácilmente en ello un flagrante desprecio por la ley fundamental de la naturaleza: la ley de conservación de la energía. Pero una persona pensante hará esto, y los narradores recibieron una excusa que les convenía.

Los gluones tampoco se han encontrado en la naturaleza. El hecho es que solo los mesones vectoriales (y uno más de los estados excitados de los mesones) pueden tener espín unitario en la naturaleza, pero cada mesón vectorial tiene una antipartícula. - Es por eso Los mesones vectores no son candidatos adecuados para "gluones".. Quedan los primeros nueve estados excitados de los mesones, pero 2 de ellos contradicen el propio Modelo Estándar y el Modelo Estándar no reconoce su existencia en la naturaleza, y el resto han sido bien estudiados por la física y no será posible pasarlos. como gluones fabulosos. Queda una última opción: hacer pasar un estado ligado de un par de leptones (muones o leptones tau) como un gluón, pero incluso esto se puede calcular durante la desintegración.

Entonces, Tampoco hay gluones en la naturaleza, como tampoco hay quarks ni interacciones fuertes ficticias en la naturaleza..
Crees que los partidarios del Modelo Estándar no entienden esto; todavía lo entienden, pero es repugnante admitir la falacia de lo que han estado haciendo durante décadas. Por eso vemos nuevos cuentos de hadas matemáticos (“teoría” de cuerdas, etc.).

10 Nueva física: Protón - resumen

En la parte principal del artículo no hablé en detalle sobre los quarks de hadas (con los gluones de hadas), ya que NO están en la naturaleza y no tiene sentido llenarte la cabeza con cuentos de hadas (innecesariamente) - y sin los elementos fundamentales de la base: quarks con gluones, el modelo estándar colapsó - el momento de su dominio en la física COMPLETO (ver Modelo estándar).

Puedes ignorar el lugar del electromagnetismo en la naturaleza todo el tiempo que quieras (enfrentándolo a cada paso: luz, radiación térmica, electricidad, televisión, radio, comunicaciones telefónicas, incluidas las celulares, Internet, sin las cuales la humanidad no habría conocido la existencia de las partículas elementales de la Teoría de Campos, ...), y seguir inventando nuevos cuentos de hadas para sustituir a los fallidos, haciéndolos pasar por ciencia; puedes, con una persistencia digna de un mejor uso, continuar repitiendo los CUENTOS memorizados del Modelo Estándar y la Teoría Cuántica; pero los campos electromagnéticos en la naturaleza fueron, son, serán y pueden funcionar perfectamente sin partículas virtuales de cuento de hadas, así como la gravedad creada por campos electromagnéticos, pero los cuentos de hadas tienen un momento de nacimiento y un momento en el que dejan de influir en las personas. En cuanto a la naturaleza, NO le importan los cuentos de hadas ni ninguna otra actividad literaria del hombre, aunque por ellos se conceda el Premio Nobel de Física. La naturaleza se estructura como se estructura, y la tarea de la FÍSICA-CIENCIA es comprenderla y describirla.

Ahora se ha abierto ante ustedes un mundo nuevo: el mundo de los campos dipolares, cuya existencia la física del siglo XX ni siquiera sospechaba. Viste que un protón no tiene una, sino dos cargas eléctricas (externa e interna) y dos radios eléctricos correspondientes. Ya viste en qué consiste la masa en reposo de un protón y que el bosón de Higgs imaginario estaba sin trabajo (las decisiones del Comité Nobel aún no son leyes de la naturaleza...). Además, la magnitud de la masa y la vida útil dependen de los campos en los que se encuentra el protón. El hecho de que un protón libre sea estable no significa que permanecerá estable siempre y en todas partes (se observan desintegraciones de protones en los núcleos atómicos). Todo esto va más allá de los conceptos que dominaron la física en la segunda mitad del siglo XX. - Física del siglo XXI: la nueva física avanza hacia un nuevo nivel de conocimiento de la materia, y nos esperan nuevos descubrimientos interesantes.

Vladímir Gorúnovich