یک پروتون چه جرمی دارد؟ چه کسی و چه زمانی پروتون و نوترون را کشف کرد

پروتون ها در واکنش های گرما هسته ای که منبع اصلی انرژی تولید شده توسط ستاره ها هستند، شرکت می کنند. به ویژه، واکنش ها ppچرخه، که منبع تقریباً تمام انرژی ساطع شده از خورشید است، به ترکیب چهار پروتون در یک هسته هلیوم-4 با تبدیل دو پروتون به نوترون می رسد.

در فیزیک، پروتون نشان داده می شود پ(یا پ+ ). نام شیمیایی پروتون (که به عنوان یون هیدروژن مثبت در نظر گرفته می شود) H + است، نام اخترفیزیکی HII است.

افتتاح [ | ]

خواص پروتون[ | ]

نسبت جرم پروتون و الکترون برابر با 1836.152 673 89(17) با دقت 0.002% برابر است با مقدار 6π 5 = 1836.118...

ساختار درونی پروتون برای اولین بار توسط R. Hofstadter با مطالعه برخورد پرتوهای الکترون های پرانرژی (2 GeV) با پروتون ها به صورت تجربی مورد مطالعه قرار گرفت (جایزه نوبل فیزیک 1961). پروتون از یک هسته سنگین (هسته) با شعاع سانتی متر، با چگالی جرم و بار بالا تشکیل شده است که حامل ≈ 35٪ (\displaystyle \حدود 35\%)بار الکتریکی پروتون و پوسته نسبتاً کمیاب اطراف آن. در فاصله ای از ≈ 0، 25 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \تقریباً 0.25\cdot 10^(-13))قبل از ≈ 1 , 4 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \approx 1.4\cdot 10^(-13))سانتی متر این پوسته عمدتاً از مزون های مجازی ρ - و π - تشکیل شده است ≈ 50٪ (\displaystyle \حدود 50\%)بار الکتریکی پروتون، سپس به فاصله ≈ 2، 5 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \تقریباً 2.5\cdot 10^(-13))سانتی متر پوسته ای از مزون های مجازی ω - و π - را گسترش می دهد که 15٪ از بار الکتریکی پروتون را حمل می کند.

فشار در مرکز پروتون ایجاد شده توسط کوارک ها حدود 1035 Pa (1030 اتمسفر) است، یعنی بیشتر از فشار درون ستارگان نوترونی.

گشتاور مغناطیسی یک پروتون با اندازه گیری نسبت فرکانس تشدید گذر گشتاور مغناطیسی پروتون در یک میدان مغناطیسی یکنواخت و فرکانس سیکلوترون مدار دایره ای پروتون در همان میدان اندازه گیری می شود.

سه کمیت فیزیکی مرتبط با پروتون وجود دارد که بعد طول دارند:

اندازه گیری شعاع پروتون با استفاده از اتم های هیدروژن معمولی، که از دهه 1960 با روش های مختلف انجام شد، (CODATA -2014) به نتیجه رسید. 0.0061 ± 0.8751 فمتومتر(1 fm = 10-15 متر). اولین آزمایش‌ها با اتم‌های هیدروژن مویونی (جایی که الکترون با یک میون جایگزین می‌شود) نتیجه 4 درصد کوچک‌تری برای این شعاع به دست آورد: 0.00067 ± 0.84184 fm. دلایل این تفاوت هنوز مشخص نیست.

به اصطلاح پروتون س w ≈ 1 − 4 sin 2 θ W، که مشارکت آن را در تعاملات ضعیف از طریق مبادله تعیین می کند زبا توجه به اندازه‌گیری‌های تجربی نقض برابری در هنگام پراکندگی الکترون‌های قطبی شده روی پروتون‌ها، بوزون ۰ (مشابه نحوه مشارکت بار الکتریکی یک ذره در برهم‌کنش‌های الکترومغناطیسی با مبادله فوتون) برابر با ۰.۰۰۴۵ ± ۰.۰۷۱۹ است. مقدار اندازه‌گیری شده، در خطای تجربی، با پیش‌بینی‌های نظری مدل استاندارد (0003/0 ± 0708/0) سازگار است.

ثبات [ | ]

پروتون آزاد پایدار است، مطالعات تجربی هیچ نشانه‌ای از فروپاشی آن را نشان نداده‌اند (حد پایین در طول عمر 2.9⋅10 29 سال بدون توجه به کانال واپاشی، 8.2⋅10 33 سال برای واپاشی به پوزیترون و پیون خنثی، 6.6⋅ است. 10 33 سال برای واپاشی به یک میون مثبت و یک پیون خنثی). از آنجایی که پروتون سبک ترین باریون است، پایداری پروتون نتیجه قانون بقای عدد باریون است - یک پروتون بدون نقض این قانون نمی تواند به ذرات سبک تر (مثلاً به پوزیترون و نوترینو) تجزیه شود. با این حال، بسیاری از توسعه‌های نظری مدل استاندارد فرآیندهایی را پیش‌بینی می‌کنند (هنوز مشاهده نشده‌اند) که منجر به عدم حفظ عدد باریون و در نتیجه فروپاشی پروتون می‌شود.

پروتون محدود شده در هسته اتم می تواند الکترون را از الکترون K-، L- یا M-پوسته اتم بگیرد (به اصطلاح "الکترون گرفتن"). یک پروتون از هسته اتم، با جذب یک الکترون، به نوترون تبدیل می شود و به طور همزمان یک نوترینو ساطع می کند: p+e − →+ν ه . یک "حفره" در لایه K-، L- یا M که با جذب الکترون ایجاد می شود، با الکترونی از یکی از لایه های الکترونی پوشاننده اتم پر می شود و پرتوهای X مشخصه مربوط به عدد اتمی را ساطع می کند. ز− 1 و/یا الکترون های اوگر. بیش از 1000 ایزوتوپ از 7 ایزوتوپ شناخته شده است
4 تا 262
105، با جذب الکترون تجزیه می شود. در انرژی های پوسیدگی موجود به اندازه کافی بالا (در بالا 2m e c 2 ≈ 1.022 مگا ولت) یک کانال واپاشی رقابتی باز می شود - واپاشی پوزیترون p → +e ++ν ه . لازم به تأکید است که این فرآیندها فقط برای یک پروتون در برخی از هسته ها امکان پذیر است، جایی که انرژی از دست رفته با انتقال نوترون حاصل به یک پوسته هسته ای پایین تر دوباره پر می شود. برای یک پروتون آزاد آنها توسط قانون بقای انرژی ممنوع هستند.

منبع پروتون در شیمی اسیدهای معدنی (نیتریک، سولفوریک، فسفریک و غیره) و آلی (فرمیک، استیک، اگزالیک و غیره) است. در یک محلول آبی، اسیدها می توانند با حذف یک پروتون تجزیه شوند و یک کاتیون هیدرونیوم را تشکیل دهند.

در فاز گاز، پروتون ها با یونیزاسیون به دست می آیند - حذف یک الکترون از اتم هیدروژن. پتانسیل یونیزاسیون یک اتم هیدروژن تحریک نشده 13.595 eV است. هنگامی که هیدروژن مولکولی توسط الکترون های سریع در فشار اتمسفر و دمای اتاق یونیزه می شود، یون هیدروژن مولکولی (H 2 +) در ابتدا تشکیل می شود - یک سیستم فیزیکی متشکل از دو پروتون که در فاصله 1.06 در یک الکترون با هم نگه داشته می شوند. پایداری چنین سیستمی، به گفته پاولینگ، ناشی از تشدید یک الکترون بین دو پروتون با "فرکانس تشدید" برابر با 7·10 14 s-1 است. هنگامی که دما به چند هزار درجه افزایش می یابد، ترکیب محصولات یونیزاسیون هیدروژن به نفع پروتون ها - H + تغییر می کند.

کاربرد [ | ]

پرتوهای پروتون‌های شتاب‌دار در فیزیک تجربی ذرات بنیادی (مطالعه فرآیندهای پراکندگی و تولید پرتوهای ذرات دیگر)، در پزشکی (پرتون درمانی برای سرطان) استفاده می‌شوند.

همچنین ببینید [ | ]

یادداشت [ | ]

http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt ثابت های فیزیکی اساسی --- فهرست کامل
مقدار CODATA: جرم پروتون
مقدار CODATA: جرم پروتون در u
احمد س. و همکاران (2004). "محدودیت‌های واپاشی نوکلئون از طریق حالت‌های نامرئی از رصدخانه نوترینو سادبری." نامه های بررسی فیزیکی. 92 (10): 102004. arXiv: hep-ex/0310030. Bibcode:2004PhRvL..92j2004A. DOI:10.1103/PhysRevLett.92.102004. PMID.
مقدار CODATA: معادل انرژی جرم پروتون بر حسب MeV
مقدار CODATA: نسبت جرم پروتون به الکترون
، با. 67.
هافستاتر پی.ساختار هسته ها و نوکلئون ها // فیزیک. - 1963. - ت 81، شماره 1. - ص 185-200. - ISSN. - آدرس اینترنتی: http://ufn.ru/ru/articles/1963/9/e/
Shchelkin K. I.فرآیندهای مجازی و ساختار نوکلئون // Physics of the Microworld - M.: Atomizdat, 1965. - P. 75.
پراکندگی الاستیک، فعل و انفعالات محیطی و رزونانس ها // ذرات با انرژی بالا. انرژی های بالا در فضا و آزمایشگاه ها - M.: Nauka، 1965. - P. 132.

با مطالعه ساختار ماده، فیزیکدانان دریافتند اتم ها از چه ساخته شده اند، به هسته اتم رسیده و آن را به پروتون و نوترون تقسیم کردند. همه این مراحل به راحتی ارائه شد - فقط باید ذرات را به انرژی مورد نیاز شتاب می دادید، آنها را به یکدیگر فشار می دادید و سپس آنها خودشان به اجزای سازنده خود متلاشی می شدند.

اما در مورد پروتون ها و نوترون ها این ترفند دیگر جواب نمی دهد. اگرچه آنها ذرات مرکب هستند، اما نمی توان آنها را حتی در شدیدترین برخوردها "تکه تکه کرد". بنابراین، دهه ها طول کشید تا فیزیکدانان راه های مختلفی را برای نگاه کردن به داخل پروتون، دیدن ساختار و شکل آن ارائه کنند. امروزه مطالعه ساختار پروتون یکی از فعال ترین حوزه های فیزیک ذرات است.

طبیعت نکاتی را می دهد

تاریخچه مطالعه ساختار پروتون ها و نوترون ها به دهه 1930 برمی گردد. هنگامی که علاوه بر پروتون‌ها، نوترون‌ها نیز کشف شد (1932)، با اندازه‌گیری جرم آنها، فیزیکدانان با شگفتی متوجه شدند که این نوترون به جرم یک پروتون بسیار نزدیک است. علاوه بر این، مشخص شد که پروتون‌ها و نوترون‌ها برهم‌کنش هسته‌ای را دقیقاً به همان شکل احساس می‌کنند. آنقدر یکسان است که از دیدگاه نیروهای هسته ای، یک پروتون و یک نوترون را می توان به عنوان دو مظهر یک ذره - یک نوکلئون در نظر گرفت: یک پروتون یک نوکلئون باردار الکتریکی است و یک نوترون یک نوکلئون خنثی است. مبادله پروتون ها با نوترون ها و نیروهای هسته ای (تقریبا) متوجه چیزی نمی شوند.

فیزیکدانان این خاصیت طبیعت را به صورت تقارن بیان می کنند - برهمکنش هسته ای با توجه به جایگزینی پروتون ها با نوترون ها متقارن است، همانطور که یک پروانه با توجه به جایگزینی سمت چپ با راست متقارن است. این تقارن، علاوه بر نقش مهمی در فیزیک هسته ای، در واقع اولین اشاره ای بود که نوکلئون ها ساختار داخلی جالبی دارند. درست است، پس، در دهه 30، فیزیکدانان این اشاره را متوجه نشدند.

تفاهم بعداً به وجود آمد. با این واقعیت شروع شد که در دهه‌های 1940-1950، در واکنش‌های برخورد پروتون‌ها با هسته‌های عناصر مختلف، دانشمندان از کشف بیشتر و بیشتر ذرات جدید شگفت‌زده شدند. نه پروتون‌ها، نه نوترون‌ها، نه پی مزون‌های کشف‌شده در آن زمان، که نوکلئون‌ها را در هسته‌ها نگه می‌دارند، بلکه برخی از ذرات کاملاً جدید. با همه تنوعشان، این ذرات جدید دو ویژگی مشترک داشتند. اولا، آنها، مانند نوکلئون ها، بسیار مشتاقانه در فعل و انفعالات هسته ای شرکت کردند - اکنون چنین ذرات هادرون نامیده می شوند. و دوم اینکه آنها به شدت ناپایدار بودند. ناپایدارترین آنها تنها در یک تریلیونم نانوثانیه به ذرات دیگر تجزیه شد و حتی وقت نداشت به اندازه یک هسته اتم پرواز کند!

برای مدت طولانی، "باغ وحش" هادرون یک آشفتگی کامل بود. در پایان دهه 1950، فیزیکدانان بسیاری از انواع مختلف هادرون ها را آموخته بودند، شروع به مقایسه آنها با یکدیگر کردند و ناگهان یک تقارن کلی و حتی تناوب را در خواص آنها دیدند. پیشنهاد شد که در داخل همه هادرون ها (از جمله نوکلئون ها) برخی از اجسام ساده به نام "کوارک" وجود دارد. با ترکیب کوارک‌ها به روش‌های مختلف، می‌توان هادرون‌های مختلف و دقیقاً از یک نوع و با همان خواصی که در آزمایش کشف شد به دست آورد.

چه چیزی یک پروتون را پروتون می کند؟

پس از اینکه فیزیکدانان ساختار کوارکی هادرون ها را کشف کردند و فهمیدند که کوارک ها انواع مختلفی دارند، مشخص شد که ذرات مختلف زیادی را می توان از کوارک ها ساخت. بنابراین وقتی آزمایش‌های بعدی برای یافتن هادرون‌های جدید یکی پس از دیگری ادامه یافت، هیچ‌کس شگفت‌زده نشد. اما در میان همه هادرون ها، یک خانواده کامل از ذرات کشف شد که درست مانند پروتون، از تنها دو ذره تشکیل شده است. تو-کوارک و یک د-کوارک نوعی "برادر" پروتون. و در اینجا فیزیکدانان در غافلگیری بودند.

بیایید ابتدا یک مشاهده ساده داشته باشیم. اگر چندین شیء متشکل از یک «آجر» داشته باشیم، اجسام سنگین‌تر حاوی «آجر» بیشتری هستند و آن‌هایی که سبک‌تر هستند، تعداد کمتری دارند. این یک اصل بسیار طبیعی است که می توان آن را اصل ترکیب یا اصل روبنا نامید و هم در زندگی روزمره و هم در فیزیک کاملاً کار می کند. حتی خود را در ساختار هسته های اتمی نشان می دهد - هر چه باشد، هسته های سنگین تر به سادگی از تعداد بیشتری پروتون و نوترون تشکیل شده اند.

با این حال، در سطح کوارک ها این اصل به هیچ وجه کار نمی کند، و مسلماً، فیزیکدانان هنوز به طور کامل دلیل آن را کشف نکرده اند. به نظر می رسد که برادران سنگین پروتون نیز از همان کوارک های پروتون تشکیل شده اند، اگرچه آنها یک و نیم یا حتی دو برابر سنگین تر از پروتون هستند. آنها با پروتون تفاوت دارند (و با یکدیگر تفاوت دارند) نه ترکیب بندی،و متقابل محلکوارک ها، بر اساس حالتی که در آن این کوارک ها نسبت به یکدیگر قرار دارند. کافی است موقعیت نسبی کوارک ها را تغییر دهیم - و از پروتون یک ذره دیگر، به طور قابل توجهی سنگین تر خواهیم داشت.

اگر همچنان بیش از سه کوارک را با هم جمع کنید، چه اتفاقی می افتد؟ آیا ذره سنگین جدیدی وجود خواهد داشت؟ با کمال تعجب، کار نمی کند - کوارک ها به سه قسمت تقسیم می شوند و به چندین ذره پراکنده تبدیل می شوند. به دلایلی، طبیعت "دوست ندارد" بسیاری از کوارک ها را در یک کل ترکیب کند! اخیراً، به معنای واقعی کلمه در سال‌های اخیر، نکاتی ظاهر شد که برخی از ذرات چند کوارکی وجود دارند، اما این فقط تأکید می‌کند که طبیعت چقدر آنها را دوست ندارد.

یک نتیجه گیری بسیار مهم و عمیق از این ترکیبات به دست می آید - جرم هادرون ها اصلاً از جرم کوارک ها تشکیل نمی شود. اما اگر بتوان جرم هادرون را با ترکیب مجدد آجرهای تشکیل دهنده آن کم یا زیاد کرد، پس این خود کوارک ها نیستند که مسئول جرم هادرون هستند. و در واقع، در آزمایش‌های بعدی می‌توان فهمید که جرم کوارک‌ها تنها حدود دو درصد از جرم پروتون است و بقیه گرانش به دلیل میدان نیرو (ذرات خاص - گلوئون) ایجاد می‌شود. کوارک ها را به هم متصل کنید برای مثال، با تغییر موقعیت نسبی کوارک ها، دورتر کردن آنها از یکدیگر، ابر گلوئونی را تغییر می دهیم و آن را پرجرم تر می کنیم، به همین دلیل است که جرم هادرون افزایش می یابد (شکل 1).

درون یک پروتون با حرکت سریع چه می گذرد؟

هر آنچه در بالا توضیح داده شد مربوط به یک پروتون ساکن است؛ به زبان فیزیکدانان، این ساختار پروتون در چارچوب استراحت آن است. با این حال، در آزمایش، ساختار پروتون برای اولین بار در شرایط دیگر - در داخل - کشف شد پرواز سریعپروتون

در اواخر دهه 1960، در آزمایش‌هایی که روی برخورد ذرات در شتاب‌دهنده‌ها انجام شد، مشاهده شد که پروتون‌هایی که با سرعت نزدیک به نور حرکت می‌کنند، طوری رفتار می‌کنند که گویی انرژی درون آنها به طور یکنواخت توزیع نشده است، اما در اجسام فشرده منفرد متمرکز شده است. فیزیکدان معروف ریچارد فاینمن پیشنهاد کرد که این توده های ماده را در داخل پروتون بنامند پارتون ها(از انگلیسی قسمت -قسمت).

آزمایش‌های بعدی بسیاری از ویژگی‌های پارتون‌ها را مورد بررسی قرار دادند، به‌عنوان مثال، بار الکتریکی، تعداد آن‌ها، و کسری از انرژی پروتونی که هر کدام با خود حمل می‌کنند. معلوم شد که پارتون های باردار کوارک هستند و پارتون های خنثی گلوئون هستند. بله، همان گلوئون‌ها، که در چارچوب استراحت پروتون به سادگی به کوارک‌ها «خدمت» می‌کردند و آن‌ها را به یکدیگر جذب می‌کردند، اکنون پارتون‌های مستقلی هستند و همراه با کوارک‌ها «ماده» و انرژی یک پروتون با حرکت سریع را حمل می‌کنند. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که تقریباً نیمی از انرژی در کوارک‌ها و نیمی در گلوئون‌ها ذخیره می‌شود.

پارتون ها به راحتی در برخورد پروتون ها با الکترون ها مورد مطالعه قرار می گیرند. واقعیت این است که برخلاف یک پروتون، یک الکترون در برهمکنش های هسته ای قوی شرکت نمی کند و برخورد آن با یک پروتون بسیار ساده به نظر می رسد: الکترون یک فوتون مجازی را برای مدت بسیار کوتاهی ساطع می کند که به یک پارتون باردار برخورد می کند و در نهایت یک فوتون ایجاد می کند. تعداد زیادی ذرات (شکل 2). می توان گفت که الکترون یک اسکالپل عالی برای "باز کردن" پروتون و تقسیم آن به بخش های جداگانه است - البته فقط برای مدت بسیار کوتاهی. با دانستن تعداد دفعات وقوع چنین فرآیندهایی در یک شتاب دهنده، می توان تعداد پارتون های داخل پروتون و بارهای آنها را اندازه گیری کرد.

واقعاً پارتون ها چه کسانی هستند؟

و در اینجا به کشف شگفت انگیز دیگری می رسیم که فیزیکدانان هنگام مطالعه برخورد ذرات بنیادی در انرژی های بالا انجام دادند.

در شرایط عادی، این سؤال که این یا آن شی از چه چیزی تشکیل شده است، برای همه سیستم های مرجع پاسخی جهانی دارد. به عنوان مثال، یک مولکول آب از دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن تشکیل شده است - و فرقی نمی کند که به یک مولکول ساکن نگاه کنیم یا متحرک. با این حال، این قانون بسیار طبیعی به نظر می رسد! - اگر در مورد ذرات بنیادی صحبت کنیم که با سرعت نزدیک به سرعت نور حرکت می کنند، نقض می شود. در یک چارچوب مرجع، یک ذره پیچیده ممکن است از یک مجموعه از ذرات فرعی و در چارچوب مرجع دیگر، از مجموعه دیگری تشکیل شده باشد. معلوم می شود که ترکیب یک مفهوم نسبی است!

چگونه می تواند این باشد؟ کلید در اینجا یک ویژگی مهم است: تعداد ذرات در جهان ما ثابت نیست - ذرات می توانند متولد شوند و ناپدید شوند. به عنوان مثال، اگر دو الکترون را با انرژی به اندازه کافی بالا به هم فشار دهید، علاوه بر این دو الکترون، یک فوتون یا یک جفت الکترون-پوزیترون یا برخی ذرات دیگر می تواند متولد شود. همه اینها توسط قوانین کوانتومی مجاز است و این دقیقاً همان چیزی است که در آزمایش های واقعی اتفاق می افتد.

اما این "قانون عدم حفاظت" ذرات کار می کند در صورت برخوردذرات. چگونه اتفاق می افتد که پروتون یکسان از دیدگاه های مختلف به نظر می رسد که از مجموعه ای متفاوت از ذرات تشکیل شده است؟ نکته این است که یک پروتون فقط سه کوارک در کنار هم نیست. یک میدان نیروی گلوئون بین کوارک ها وجود دارد. به طور کلی، میدان نیرو (مانند میدان گرانشی یا الکتریکی) نوعی «موجود» مادی است که در فضا نفوذ می‌کند و به ذرات اجازه می‌دهد تا تأثیر نیرومندی بر یکدیگر بگذارند. در تئوری کوانتومی، میدان نیز از ذرات، هرچند خاص - مجازی تشکیل شده است. تعداد این ذرات ثابت نیست، آنها دائماً از کوارک ها "جوانده می شوند" و توسط کوارک های دیگر جذب می شوند.

استراحت كردنیک پروتون را واقعاً می توان به عنوان سه کوارک در نظر گرفت که گلوئون ها بین آنها می پرند. اما اگر به همان پروتون از چارچوب مرجع متفاوتی نگاه کنیم، گویی از پنجره "قطار نسبیتی" که در حال عبور است، تصویری کاملاً متفاوت خواهیم دید. آن گلوئون‌های مجازی که کوارک‌ها را به هم چسبانده‌اند، ذرات کمتر مجازی و «واقعی‌تر» به نظر می‌رسند. آنها البته هنوز توسط کوارک ها متولد و جذب می شوند، اما در عین حال مدتی به تنهایی زندگی می کنند و مانند ذرات واقعی در کنار کوارک ها پرواز می کنند. چیزی که شبیه یک میدان نیروی ساده در یک چارچوب مرجع به نظر می رسد به جریانی از ذرات در فریم دیگر تبدیل می شود! توجه داشته باشید که ما خود پروتون را لمس نمی کنیم، بلکه فقط از چارچوب مرجع متفاوتی به آن نگاه می کنیم.

علاوه بر این. هر چه سرعت "قطار نسبیتی" ما به سرعت نور نزدیکتر باشد، تصویری که در داخل پروتون خواهیم دید شگفت انگیزتر خواهد بود. با نزدیک شدن به سرعت نور، متوجه می شویم که گلوئون های بیشتری در داخل پروتون وجود دارد. علاوه بر این، آنها گاهی اوقات به جفت کوارک-آنتی کوارک تقسیم می شوند، که آنها نیز در نزدیکی پرواز می کنند و همچنین پارتون در نظر گرفته می شوند. در نتیجه، یک پروتون فرانسبیتی، یعنی پروتونی که نسبت به ما با سرعتی بسیار نزدیک به سرعت نور حرکت می کند، به شکل ابرهای متقابل کوارک ها، آنتی کوارک ها و گلوئون ها ظاهر می شود که با هم پرواز می کنند و به نظر می رسد از یکدیگر پشتیبانی می کنند (شکل . 3).

خواننده ای که با نظریه نسبیت آشناست ممکن است نگران باشد. تمام فیزیک بر این اصل استوار است که هر فرآیندی در تمام چارچوب های مرجع اینرسی به یک شکل پیش می رود. اما معلوم می شود که ترکیب پروتون بستگی به چارچوب مرجعی دارد که از آن مشاهده می کنیم؟!

بله، دقیقا، اما این به هیچ وجه اصل نسبیت را نقض نمی کند. نتایج فرآیندهای فیزیکی - برای مثال، اینکه کدام ذرات و چه تعداد در نتیجه یک برخورد تولید می‌شوند - ثابت می‌شوند، اگرچه ترکیب پروتون به چارچوب مرجع بستگی دارد.

این وضعیت که در نگاه اول غیرمعمول است، اما تمام قوانین فیزیک را برآورده می‌کند، به صورت شماتیک در شکل 4 نشان داده شده است. قاب مرکز جرم، در قاب بقیه پروتون دیگر. برهم کنش بین پروتون ها از طریق آبشاری از گلوئون های شکافنده انجام می شود، اما فقط در یک مورد این آبشار "درون" یک پروتون در نظر گرفته می شود، در مورد دیگر بخشی از پروتون دیگر در نظر گرفته می شود و در مورد سوم به سادگی مقداری است. جسمی که بین دو پروتون مبادله می شود. این آبشار وجود دارد، واقعی است، اما اینکه کدام بخش از فرآیند باید به آن نسبت داده شود به چارچوب مرجع بستگی دارد.

پرتره سه بعدی از یک پروتون

تمام نتایجی که ما در مورد آنها صحبت کردیم بر اساس آزمایش هایی بود که مدت ها پیش - در دهه 60-70 قرن گذشته - انجام شد. به نظر می رسد که از آن زمان همه چیز باید مطالعه می شد و همه سؤالات باید پاسخ خود را پیدا می کردند. اما نه - ساختار پروتون همچنان یکی از جالب ترین موضوعات در فیزیک ذرات است. علاوه بر این، علاقه به آن در سال‌های اخیر دوباره افزایش یافته است، زیرا فیزیکدانان دریافته‌اند که چگونه می‌توانند یک پرتره سه بعدی از یک پروتون با حرکت سریع به دست آورند، که بسیار دشوارتر از پرتره یک پروتون ساکن است.

آزمایش‌های کلاسیک بر روی برخورد پروتون‌ها فقط در مورد تعداد پارتون‌ها و توزیع انرژی آنها صحبت می‌کند. در چنین آزمایش‌هایی، پارتون‌ها به‌عنوان اجرام مستقل شرکت می‌کنند، به این معنی که نمی‌توان از آن‌ها فهمید که پارتون‌ها نسبت به یکدیگر قرار دارند یا دقیقاً چگونه به یک پروتون جمع می‌شوند. می توانیم بگوییم که برای مدت طولانی فقط یک پرتره "یک بعدی" از یک پروتون با حرکت سریع در دسترس فیزیکدانان بود.

برای ساختن یک پرتره واقعی و سه بعدی از یک پروتون و کشف توزیع پارتون ها در فضا، آزمایش های بسیار ظریف تری نسبت به آزمایش هایی که 40 سال پیش ممکن بود مورد نیاز است. فیزیکدانان اخیراً، به معنای واقعی کلمه در دهه گذشته، انجام چنین آزمایشاتی را آموختند. آنها متوجه شدند که در میان تعداد زیادی از واکنش های مختلف که هنگام برخورد یک الکترون با یک پروتون رخ می دهد، یک واکنش خاص وجود دارد - پراکندگی کامپتون مجازی عمیق, - که می تواند در مورد ساختار سه بعدی پروتون به ما بگوید.

به طور کلی، پراکندگی کامپتون یا اثر کامپتون، برخورد الاستیک فوتون با یک ذره، برای مثال یک پروتون است. به نظر می رسد: یک فوتون می رسد، توسط یک پروتون جذب می شود، که برای مدت کوتاهی به حالت برانگیخته می رود، و سپس به حالت اولیه خود باز می گردد و یک فوتون را در جهتی ساطع می کند.

پراکندگی کامپتون فوتون های نور معمولی به هیچ چیز جالبی منجر نمی شود - این فقط انعکاس نور از یک پروتون است. برای اینکه ساختار داخلی پروتون "به کار بیاید" و توزیع کوارک ها "احساس" شود، لازم است از فوتون هایی با انرژی بسیار بالا - میلیاردها برابر بیشتر از نور معمولی استفاده شود. و فقط چنین فوتون هایی - هرچند مجازی - به راحتی توسط یک الکترون فرودی تولید می شوند. اگر اکنون یکی را با دیگری ترکیب کنیم، به پراکندگی کامپتون مجازی عمیق خواهیم رسید (شکل 5).

ویژگی اصلی این واکنش این است که پروتون را از بین نمی برد. فوتون فرودی نه تنها به پروتون برخورد می کند، بلکه، همانطور که بود، آن را با دقت احساس می کند و سپس پرواز می کند. جهتی که در آن پرواز می کند و اینکه پروتون چه بخشی از انرژی را از آن می گیرد به ساختار پروتون، به آرایش نسبی پارتون های درون آن بستگی دارد. به همین دلیل است که با مطالعه این فرآیند، می توان ظاهر سه بعدی پروتون را بازیابی کرد، گویی که "مجسمه آن را مجسمه سازی کرد."

درست است، انجام این کار برای یک فیزیکدان تجربی بسیار دشوار است. فرآیند مورد نیاز به ندرت اتفاق می افتد و ثبت آن دشوار است. اولین داده های تجربی در مورد این واکنش تنها در سال 2001 در شتاب دهنده HERA در مجتمع شتاب دهنده آلمانی DESY در هامبورگ به دست آمد. یک سری جدید از داده ها اکنون توسط آزمایشگران در حال پردازش است. با این حال، امروزه، بر اساس داده های اولیه، نظریه پردازان در حال ترسیم توزیع های سه بعدی کوارک ها و گلوئون ها در پروتون هستند. یک کمیت فیزیکی، که فیزیکدانان قبلاً فقط در مورد آن فرضیاتی داشتند، سرانجام از آزمایش شروع به "ظهور" کرد.

آیا اکتشافات غیرمنتظره ای در این زمینه در انتظار ما است؟ این احتمال وجود دارد که بله. برای نشان دادن، اجازه دهید بگوییم که در نوامبر 2008 یک مقاله نظری جالب ظاهر شد، که بیان می‌کند که یک پروتون با حرکت سریع نباید شبیه یک دیسک تخت باشد، بلکه یک عدسی دو مقعر است. این امر به این دلیل اتفاق می‌افتد که پارتون‌های نشسته در ناحیه مرکزی پروتون در جهت طولی شدیدتر از پارتون‌های نشسته در لبه‌ها فشرده می‌شوند. آزمایش تجربی این پیش بینی های نظری بسیار جالب خواهد بود!

چرا همه اینها برای فیزیکدانان جالب است؟

چرا فیزیکدانان حتی باید بدانند که ماده در داخل پروتون ها و نوترون ها چگونه توزیع می شود؟

اولاً، این امر توسط منطق توسعه فیزیک لازم است. بسیاری از سیستم های پیچیده شگفت انگیزی در جهان وجود دارد که فیزیک نظری مدرن هنوز نمی تواند به طور کامل با آنها کنار بیاید. هادرون ها یکی از این سیستم ها هستند. با درک ساختار هادرون ها، ما توانایی های فیزیک نظری را تقویت می کنیم، که ممکن است به خوبی جهانی باشد و شاید در چیزی کاملاً متفاوت کمک کند، به عنوان مثال، در مطالعه ابررساناها یا سایر مواد با خواص غیر معمول.

ثانیاً، منافع مستقیمی برای فیزیک هسته ای وجود دارد. با وجود سابقه تقریباً یک قرنی مطالعه هسته اتم، نظریه پردازان هنوز قانون دقیق برهمکنش بین پروتون ها و نوترون ها را نمی دانند.

آنها باید تا حدی این قانون را بر اساس داده های تجربی حدس بزنند و تا حدی آن را بر اساس دانش در مورد ساختار نوکلئون ها بسازند. اینجاست که داده های جدید در مورد ساختار سه بعدی نوکلئون ها کمک خواهد کرد.

ثالثاً، چندین سال پیش فیزیکدانان توانستند چیزی کمتر از یک حالت تجمعی جدید از ماده - پلاسمای کوارک-گلئون - به دست آورند. در این حالت، کوارک‌ها درون پروتون‌ها و نوترون‌ها قرار نمی‌گیرند، بلکه آزادانه در کل توده ماده هسته‌ای راه می‌روند. این را می توان به عنوان مثال به این صورت به دست آورد: هسته های سنگین در یک شتاب دهنده به سرعتی بسیار نزدیک به سرعت نور شتاب می گیرند و سپس رو به رو با هم برخورد می کنند. در این برخورد، دمای تریلیون‌ها درجه برای مدت بسیار کوتاهی ایجاد می‌شود که هسته‌ها را به پلاسمای کوارک گلوئون ذوب می‌کند. بنابراین، معلوم می شود که محاسبات نظری این ذوب هسته ای نیاز به دانش خوبی از ساختار سه بعدی نوکلئون ها دارد.

در نهایت، این داده ها برای اخترفیزیک بسیار ضروری هستند. هنگامی که ستارگان سنگین در پایان عمر خود منفجر می شوند، اغلب اجسام بسیار فشرده را پشت سر می گذارند - ستاره های نوترونی و احتمالاً کوارکی. هسته این ستارگان کاملاً از نوترون ها و شاید حتی پلاسمای کوارک-گلئون سرد تشکیل شده است. چنین ستاره هایی مدت هاست که کشف شده اند، اما تنها می توان حدس زد که در درون آنها چه می گذرد. بنابراین درک خوب توزیع کوارک می تواند منجر به پیشرفت در اخترفیزیک شود.

در این مقاله اطلاعاتی در مورد پروتون، به عنوان یک ذره بنیادی که اساس جهان را به همراه سایر عناصر آن تشکیل می دهد، خواهید یافت که در شیمی و فیزیک استفاده می شود. خواص پروتون، ویژگی های آن در شیمی و پایداری مشخص خواهد شد.

پروتون چیست

پروتون یکی از نمایندگان ذرات بنیادی است که به عنوان باریون طبقه بندی می شود، به عنوان مثال. که در آن فرمیون ها به شدت برهم کنش می کنند و خود ذره از 3 کوارک تشکیل شده است. پروتون یک ذره پایدار است و حرکت شخصی دارد - اسپین ½. نام فیزیکی برای پروتون است پ(یا پ +)

پروتون یک ذره بنیادی است که در فرآیندهای نوع گرما هسته ای شرکت می کند. این نوع واکنش است که اساسا منبع اصلی انرژی تولید شده توسط ستارگان در سراسر جهان است. تقریباً کل مقدار انرژی آزاد شده توسط خورشید تنها به دلیل ترکیب 4 پروتون در یک هسته هلیوم با تشکیل یک نوترون از دو پروتون وجود دارد.

خواص ذاتی یک پروتون

پروتون یکی از نمایندگان باریون ها است. این یک واقعیت است. بار و جرم یک پروتون مقادیر ثابتی هستند. پروتون دارای بار الکتریکی +1 است و جرم آن در واحدهای اندازه گیری مختلف تعیین می شود و بر حسب MeV 938.272 0813 (58) است، وزن آن بر حسب کیلوگرم پروتون در شکل های 1.672 621 898 (21) 10-27 کیلوگرم است. در واحدهای جرم اتمی، وزن پروتون 1.007 276 466 879 (91) a است. e.m.، و نسبت به جرم الکترون، وزن پروتون 1836.152 673 89 (17) نسبت به الکترون است.

یک پروتون که قبلاً تعریف آن در بالا ذکر شد، از نظر فیزیک، یک ذره بنیادی با برآمدگی ایزوسپین +½ است و فیزیک هسته ای این ذره را با علامت مخالف درک می کند. پروتون خود یک نوکلئون است و از 3 کوارک (دو کوارک u و یک کوارک d) تشکیل شده است.

ساختار پروتون به طور تجربی توسط فیزیکدان هسته ای از ایالات متحده آمریکا - رابرت هافستادتر مورد مطالعه قرار گرفت. این فیزیکدان برای رسیدن به این هدف، پروتون‌ها را با الکترون‌های پرانرژی برخورد کرد و به خاطر توضیحاتش جایزه نوبل فیزیک را دریافت کرد.

پروتون حاوی یک هسته (هسته سنگین) است که حاوی حدود سی و پنج درصد انرژی بار الکتریکی پروتون است و چگالی نسبتاً بالایی دارد. پوسته اطراف هسته نسبتا تخلیه شده است. پوسته عمدتاً از مزون های مجازی از نوع و p تشکیل شده است و حدود پنجاه درصد پتانسیل الکتریکی پروتون را حمل می کند و در فاصله تقریباً 0.25 * 10 13 تا 1.4 * 10 13 قرار دارد. حتی بیشتر، در فاصله ای حدود 2.5 * 10 13 سانتی متر، پوسته از مزون های مجازی و w تشکیل شده است و تقریباً پانزده درصد باقی مانده از بار الکتریکی پروتون را در خود دارد.

پایداری و پایداری پروتون

در حالت آزاد، پروتون هیچ نشانه ای از فروپاشی نشان نمی دهد که نشان دهنده پایداری آن است. وضعیت پایدار پروتون، به عنوان سبک ترین نماینده باریون ها، توسط قانون بقای تعداد باریون ها تعیین می شود. بدون نقض قانون SBC، پروتون ها می توانند به نوترینوها، پوزیترون ها و دیگر ذرات بنیادی سبک تر تجزیه شوند.

پروتون هسته اتم ها توانایی گرفتن انواع خاصی از الکترون های دارای پوسته اتمی K، L، M را دارد. یک پروتون با تکمیل گرفتن الکترون، به یک نوترون تبدیل می شود و در نتیجه یک نوترینو آزاد می کند و "حفره" ایجاد شده در نتیجه گرفتن الکترون با الکترون هایی از بالای لایه های اتمی زیرین پر می شود.

در چارچوب‌های مرجع غیر اینرسی، پروتون‌ها باید طول عمر محدودی داشته باشند که بتوان آن را محاسبه کرد؛ این به دلیل اثر Unruh (تابش) است که در نظریه میدان کوانتومی، پیش‌بینی احتمالی تابش گرمایی در یک قاب مرجع که در قاب مرجع شتاب می‌گیرد را پیش‌بینی می‌کند. عدم وجود این نوع تابش بنابراین، یک پروتون، اگر عمر محدودی داشته باشد، می‌تواند تحت واپاشی بتا به پوزیترون، نوترون یا نوترینو قرار گیرد، علی‌رغم این واقعیت که فرآیند چنین فروپاشی خود توسط ZSE ممنوع است.

استفاده از پروتون ها در شیمی

پروتون یک اتم H است که از یک پروتون منفرد ساخته شده است و الکترون ندارد، بنابراین از نظر شیمیایی، پروتون یک هسته اتم H است. یک نوترون جفت شده با یک پروتون هسته یک اتم را ایجاد می کند. در PTCE دیمیتری ایوانوویچ مندلیف، عدد عنصر تعداد پروتون‌های موجود در اتم یک عنصر خاص را نشان می‌دهد و عدد عنصر توسط بار اتمی تعیین می‌شود.

کاتیون های هیدروژن گیرنده های الکترون بسیار قوی هستند. در شیمی، پروتون ها عمدتاً از اسیدهای آلی و معدنی به دست می آیند. یونیزاسیون روشی برای تولید پروتون در فازهای گازی است.

پروتون (ذره بنیادی)

نظریه میدان ذرات بنیادی، که در چارچوب علم عمل می کند، بر پایه ای است که توسط فیزیک اثبات شده است:

الکترودینامیک کلاسیک،
مکانیک کوانتومی (بدون ذرات مجازی که با قانون بقای انرژی در تضاد هستند)
قوانین حفاظت از قوانین اساسی فیزیک هستند.

این تفاوت اساسی بین رویکرد علمی مورد استفاده توسط نظریه میدان ذرات بنیادی است - یک نظریه واقعی باید کاملاً در چارچوب قوانین طبیعت عمل کند: این علم است.

استفاده از ذرات بنیادی که در طبیعت وجود ندارند، اختراع فعل و انفعالات بنیادی که در طبیعت وجود ندارند، یا جایگزینی برهمکنش های موجود در طبیعت با موارد افسانه ای، نادیده گرفتن قوانین طبیعت، درگیر شدن در دستکاری های ریاضی با آنها (ایجاد ظاهر علم) - این تعداد زیادی از افسانه های پریان است که به عنوان علم منتقل شده است. در نتیجه، فیزیک به دنیای افسانه های ریاضی لغزید. شخصیت‌های افسانه‌ای مدل استاندارد (کوارک‌ها با گلوئون)، همراه با گراویتون‌های افسانه‌ای و افسانه‌های «نظریه کوانتومی»، قبلاً در کتاب‌های درسی فیزیک نفوذ کرده‌اند - و کودکان را گمراه می‌کنند و افسانه‌های ریاضی را به عنوان واقعیت به نمایش می‌گذارند. حامیان فیزیک جدید صادقانه سعی کردند در برابر این امر مقاومت کنند، اما نیروها برابر نبودند. و همینطور بود تا سال 2010، قبل از ظهور نظریه میدان ذرات بنیادی، زمانی که مبارزه برای احیای علم فیزیک به سطح تقابل آشکار بین نظریه علمی اصیل و افسانه های ریاضی که قدرت را در فیزیک قبضه کردند، پیش رفت. دنیای خرد (و نه تنها).

اما بشریت بدون اینترنت، موتورهای جستجو و توانایی بیان آزادانه حقیقت در صفحات سایت، از دستاوردهای فیزیک جدید خبر نداشت. در مورد نشریاتی که از علم درآمد کسب می کنند، چه کسی امروز آنها را برای پول می خواند، زمانی که می توان به سرعت و آزادانه اطلاعات مورد نیاز را در اینترنت به دست آورد.

1 پروتون یک ذره بنیادی است
2 زمانی که فیزیک یک علم باقی ماند
3 پروتون در فیزیک
4 شعاع پروتون
5 گشتاور مغناطیسی یک پروتون
6 میدان الکتریکی یک پروتون

ارنست رادرفورد در سال 1919، با تابش هسته های نیتروژن با ذرات آلفا، تشکیل هسته های هیدروژن را مشاهده کرد. رادرفورد ذره حاصل از برخورد را پروتون نامید. اولین عکس از ردهای پروتون در یک محفظه ابر در سال 1925 توسط پاتریک بلکت گرفته شد. اما خود یون های هیدروژن (که پروتون هستند) مدت ها قبل از آزمایش های رادرفورد شناخته شده بودند.
امروزه، در قرن بیست و یکم، فیزیک می تواند چیزهای بیشتری در مورد پروتون ها بگوید.

1 پروتون یک ذره بنیادی است

ایده های فیزیک در مورد ساختار پروتون با توسعه فیزیک تغییر کرد.
فیزیک ابتدا پروتون را یک ذره بنیادی می دانست تا اینکه در سال 1964، گلمن و زوایگ به طور مستقل فرضیه کوارک را ارائه کردند.

در ابتدا، مدل کوارکی هادرون ها تنها به سه کوارک فرضی و پادذرات آنها محدود می شد. این امکان توصیف صحیح طیف ذرات بنیادی شناخته شده در آن زمان را بدون در نظر گرفتن لپتون ها فراهم کرد، که در مدل پیشنهادی مناسب نبودند و بنابراین به همراه کوارک ها به عنوان ابتدایی شناخته شدند. قیمت این کار، معرفی بارهای الکتریکی کسری بود که در طبیعت وجود ندارند. سپس، با توسعه فیزیک و در دسترس قرار گرفتن داده های تجربی جدید، مدل کوارک به تدریج رشد کرد و تبدیل شد و در نهایت به مدل استاندارد تبدیل شد.

فیزیکدانان سخت در جستجوی ذرات فرضی جدید بوده اند. جستجو برای کوارک ها در پرتوهای کیهانی، در طبیعت (از آنجایی که بار الکتریکی کسری آنها قابل جبران نیست) و در شتاب دهنده ها انجام شد.
دهه ها گذشت، قدرت شتاب دهنده ها افزایش یافت و نتیجه جستجو برای کوارک های فرضی همیشه یکسان بود: کوارک ها در طبیعت یافت نمی شوند.

با دیدن چشم انداز مرگ کوارک (و سپس مدل استاندارد)، حامیان آن افسانه ای را ساختند و برای بشریت به نمایش گذاشتند که در برخی آزمایش ها ردپایی از کوارک ها مشاهده شد. - تأیید این اطلاعات غیرممکن است - داده های تجربی با استفاده از مدل استاندارد پردازش می شوند و همیشه چیزی را به عنوان آنچه نیاز دارد ارائه می دهد. تاریخ فیزیک نمونه هایی را می شناسد که به جای یک ذره، ذره ای دیگر لغزیده شد - آخرین دستکاری داده های تجربی از این دست، لغزش یک مزون برداری به عنوان یک بوزون هیگز افسانه ای بود که ظاهراً مسئول جرم ذرات است، اما در عین حال. زمان ایجاد میدان گرانشی آنها نیست. این داستان ریاضی حتی جایزه نوبل فیزیک را نیز دریافت کرد. در مورد ما، امواج ایستاده یک میدان الکترومغناطیسی متناوب، که تئوری های موجی ذرات بنیادی در مورد آن نوشته شده بود، به صورت کوارک های پری به داخل لغزیدند.

هنگامی که تاج و تخت تحت مدل استاندارد دوباره شروع به لرزیدن کرد، حامیان آن افسانه ای جدید به نام «حبس» برای بچه ها ساختند و به بشریت لغزیدند. هر فرد متفکری بلافاصله در آن یک تمسخر قانون بقای انرژی - یک قانون اساسی طبیعت - خواهد دید. اما حامیان مدل استاندارد نمی خواهند واقعیت را ببینند.

2 زمانی که فیزیک یک علم باقی ماند

زمانی که فیزیک هنوز یک علم باقی مانده بود، حقیقت نه با نظر اکثریت - بلکه با آزمایش تعیین می شد. این تفاوت اساسی بین فیزیک-علم و افسانه های ریاضی است که به عنوان فیزیک منتقل شده اند.
همه آزمایش‌ها برای جستجوی کوارک‌های فرضی(البته به جز برای لغزش در باورهای خود تحت عنوان داده های تجربی) به وضوح نشان داده اند: هیچ کوارکی در طبیعت وجود ندارد.

اکنون حامیان مدل استاندارد تلاش می‌کنند تا نتیجه همه آزمایش‌ها را که به حکم اعدام برای مدل استاندارد تبدیل شد، با عقیده جمعی خود جایگزین کنند و آن را به عنوان واقعیت بگذرانند. اما مهم نیست این افسانه چقدر ادامه دارد، باز هم پایانی وجود خواهد داشت. تنها سوال این است که چه نوع پایانی خواهد بود: حامیان مدل استاندارد هوش، شجاعت نشان می‌دهند و به دنبال حکم اتفاق آرا آزمایش‌ها (یا بهتر است بگوییم: حکم طبیعت) تغییر موضع خواهند داد، یا در میان تاریخ به تاریخ سپرده خواهند شد. خنده جهانی فیزیک جدید - فیزیک قرن بیست و یکممانند داستان نویسانی که سعی در فریب همه بشریت داشتند. انتخاب با آنهاست

حالا در مورد خود پروتون.

3 پروتون در فیزیک

پروتون - ذره بنیادیعدد کوانتومی L=3/2 (اسپین = 1/2) - گروه باریون، زیر گروه پروتون، بار الکتریکی +e (سیستم‌سازی بر اساس نظریه میدان ذرات بنیادی).
طبق نظریه میدان ذرات بنیادی (نظریه ای که بر پایه علمی ساخته شده و تنها نظریه ای است که طیف صحیح همه ذرات بنیادی را دریافت کرده است)، یک پروتون از یک میدان الکترومغناطیسی متناوب قطبی شده چرخان با یک جزء ثابت تشکیل شده است. تمام اظهارات بی اساس مدل استاندارد مبنی بر اینکه پروتون ظاهراً از کوارک ها تشکیل شده است هیچ ربطی به واقعیت ندارد. - فیزیک به طور تجربی ثابت کرده است که پروتون دارای میدان های الکترومغناطیسی و همچنین یک میدان گرانشی است. فیزیک 100 سال پیش به خوبی حدس زد که ذرات بنیادی نه تنها دارای میدان های الکترومغناطیسی هستند، بلکه از آنها تشکیل شده است، اما تا سال 2010 امکان ساخت یک نظریه وجود نداشت. اکنون در سال 2015 نظریه گرانش ذرات بنیادی نیز ظاهر شد که ماهیت الکترومغناطیسی گرانش را مشخص کرد و معادلات میدان گرانشی ذرات بنیادی را متفاوت از معادلات گرانش به دست آورد که بر اساس آن بیش از یک عدد ریاضی افسانه در فیزیک ساخته شد.

در حال حاضر، نظریه میدان ذرات بنیادی (برخلاف مدل استاندارد) با داده های تجربی در مورد ساختار و طیف ذرات بنیادی مغایرتی ندارد و بنابراین می تواند توسط فیزیک به عنوان نظریه ای در طبیعت در نظر گرفته شود.

ساختار میدان الکترومغناطیسی یک پروتون(میدان الکتریکی ثابت E، میدان مغناطیسی ثابت H، میدان الکترومغناطیسی متناوب با رنگ زرد مشخص شده است)
تعادل انرژی (درصد کل انرژی داخلی):

میدان الکتریکی ثابت (E) - 0.346%
میدان مغناطیسی ثابت (H) - 7.44%
میدان الکترومغناطیسی متناوب - 92.21٪.

نتیجه می شود که برای پروتون m 0~ = 0.9221m 0 و حدود 8 درصد از جرم آن در میدان های الکتریکی و مغناطیسی ثابت متمرکز است. نسبت بین انرژی متمرکز در یک میدان مغناطیسی ثابت یک پروتون و انرژی متمرکز در یک میدان الکتریکی ثابت 21.48 است. این وجود نیروهای هسته ای در پروتون را توضیح می دهد.

میدان الکتریکی یک پروتون از دو ناحیه تشکیل شده است: یک ناحیه بیرونی با بار مثبت و یک ناحیه داخلی با بار منفی. تفاوت در بارهای ناحیه بیرونی و داخلی، بار الکتریکی کل پروتون +e را تعیین می کند. کوانتیزاسیون آن بر اساس هندسه و ساختار ذرات بنیادی است.

و این همان چیزی است که فعل و انفعالات اساسی ذرات بنیادی که در طبیعت وجود دارند به این صورت است:

4 شعاع پروتون

تئوری میدان ذرات بنیادی، شعاع (r) یک ذره را به عنوان فاصله از مرکز تا نقطه ای که در آن حداکثر چگالی جرمی به دست می آید، تعریف می کند.

برای یک پروتون، این 3.4212 ∙10 -16 متر خواهد بود. به آن باید ضخامت لایه میدان الکترومغناطیسی را اضافه کنیم و شعاع ناحیه فضای اشغال شده توسط پروتون به دست می آید:

برای یک پروتون این 4.5616 ∙10 -16 متر خواهد بود. بنابراین، مرز بیرونی پروتون در فاصله 4.5616 ∙10 -10 متر از مرکز ذره قرار دارد. بخش کوچکی از جرم در ثابت متمرکز شده است. میدان مغناطیسی الکتریکی و ثابت پروتون، مطابق با قوانین الکترودینامیک، خارج از این شعاع است.

5 گشتاور مغناطیسی یک پروتون

برخلاف نظریه کوانتومی، نظریه میدان ذرات بنیادی بیان می‌کند که میدان‌های مغناطیسی ذرات بنیادی توسط چرخش اسپین بارهای الکتریکی ایجاد نمی‌شوند، بلکه همزمان با یک میدان الکتریکی ثابت به عنوان جزء ثابت میدان الکترومغناطیسی وجود دارند. از همین رو تمام ذرات بنیادی با عدد کوانتومی L>0 میدان مغناطیسی ثابتی دارند.
نظریه میدان ذرات بنیادی، گشتاور مغناطیسی پروتون را غیرعادی نمی‌داند - مقدار آن توسط مجموعه‌ای از اعداد کوانتومی تا حدی تعیین می‌شود که مکانیک کوانتومی در یک ذره بنیادی کار می‌کند.
بنابراین گشتاور مغناطیسی اصلی یک پروتون توسط دو جریان ایجاد می شود:

(+) با گشتاور مغناطیسی +2 (eħ/m 0 s)
(-) با گشتاور مغناطیسی -0.5 (eħ/m 0 s)

برای به دست آوردن گشتاور مغناطیسی حاصل از یک پروتون، لازم است هر دو گشتاور را اضافه کنید، در درصد انرژی موجود در میدان الکترومغناطیسی متناوب موج پروتون (تقسیم بر 100٪) ضرب کنید و جزء اسپین را اضافه کنید (به نظریه میدان مراجعه کنید). ذرات بنیادی قسمت 2، بخش 3.2)، در نتیجه 1.3964237 eh/m 0p c دریافت می کنیم. برای تبدیل به مگنتون های هسته ای معمولی، عدد حاصل باید در دو ضرب شود - در نهایت 2.7928474 داریم.

وقتی فیزیک فرض کرد که گشتاورهای مغناطیسی ذرات بنیادی توسط چرخش اسپین بار الکتریکی آنها ایجاد می شود، واحدهای مناسبی برای اندازه گیری آنها پیشنهاد شد: برای یک پروتون eh/2m 0pc است (به یاد داشته باشید که اسپین یک پروتون 1/ است. 2) مگنتون هسته ای نامیده می شود. اکنون 1/2 را می توان حذف کرد، زیرا بار معنایی را حمل نمی کند، و به سادگی eh/m 0p c باقی می ماند.

اما به طور جدی، هیچ جریان الکتریکی در داخل ذرات بنیادی وجود ندارد، اما میدان های مغناطیسی وجود دارد (و بار الکتریکی وجود ندارد، اما میدان های الکتریکی وجود دارد). جایگزینی میدان های مغناطیسی واقعی ذرات بنیادی با میدان های مغناطیسی جریان (و همچنین میدان های الکتریکی ذرات بنیادی با میدان های بار الکتریکی) بدون از دست دادن دقت غیرممکن است - این میدان ها ماهیت متفاوتی دارند. الکترودینامیک دیگری در اینجا وجود دارد - الکترودینامیک فیزیک میدانی، که هنوز ساخته نشده است، مانند خود فیزیک میدانی.

6 میدان الکتریکی یک پروتون

6.1 میدان الکتریکی پروتون در منطقه دور

دانش فیزیک از ساختار میدان الکتریکی پروتون با توسعه فیزیک تغییر کرده است. در ابتدا اعتقاد بر این بود که میدان الکتریکی یک پروتون میدان بار الکتریکی نقطه ای +e است. برای این رشته وجود خواهد داشت:
پتانسیلمیدان الکتریکی یک پروتون در نقطه (A) در ناحیه دور (r > > r p) دقیقاً در سیستم SI برابر است با:

تنش E میدان الکتریکی پروتون در ناحیه دور (r > > r p) دقیقاً در سیستم SI برابر است با:

جایی که n = r/|r| - بردار واحد از مرکز پروتون در جهت نقطه مشاهده (A)، r - فاصله از مرکز پروتون تا نقطه مشاهده، e - بار الکتریکی ابتدایی، بردارها پررنگ هستند، ε0 - ثابت الکتریکی، r p =Lħ /(m 0 ~ c ) شعاع یک پروتون در نظریه میدان است، L عدد کوانتومی اصلی یک پروتون در نظریه میدان است، ħ ثابت پلانک است، m 0~ مقدار جرم موجود در میدان الکترومغناطیسی متناوب است. یک پروتون در حال سکون، C سرعت نور است. (در سیستم GHS ضریب وجود ندارد. SI Multiplier.)

این عبارات ریاضی برای ناحیه دور میدان الکتریکی پروتون درست است: rp، اما فیزیک پس از آن فرض کرد که اعتبار آنها تا فاصله‌های مرتبه 14-10 سانتی‌متر به ناحیه نزدیک نیز گسترش می‌یابد.

6.2 بارهای الکتریکی یک پروتون

در نیمه اول قرن بیستم، فیزیک بر این باور بود که یک پروتون فقط یک بار الکتریکی دارد و آن برابر با +e است.

پس از ظهور فرضیه کوارک، فیزیک پیشنهاد کرد که درون یک پروتون نه یک، بلکه سه بار الکتریکی وجود دارد: دو بار الکتریکی +2e/3 و یک بار الکتریکی -e/3. در مجموع این هزینه ها +e می دهد. این کار به این دلیل انجام شد که فیزیک پیشنهاد کرد که پروتون ساختار پیچیده ای دارد و از دو کوارک بالا با بار 2e/3+ و یک کوارک d با بار -e/3 تشکیل شده است. اما کوارک‌ها نه در طبیعت و نه در شتاب‌دهنده‌ها در هیچ انرژی یافت نشدند، و باقی ماندند تا وجودشان را بر اساس ایمان بگیرند (کاری که حامیان مدل استاندارد انجام دادند) یا به دنبال ساختار دیگری از ذرات بنیادی باشند. اما در همان زمان، اطلاعات تجربی در مورد ذرات بنیادی به طور مداوم در فیزیک انباشته می شد، و هنگامی که به اندازه کافی برای بازاندیشی در مورد آنچه انجام شده بود جمع می شد، نظریه میدان ذرات بنیادی متولد شد.

بر اساس نظریه میدان ذرات بنیادی، میدان الکتریکی ثابت ذرات بنیادی با عدد کوانتومی L>0، هم باردار و هم خنثی، توسط جزء ثابت میدان الکترومغناطیسی ذره بنیادی مربوطه ایجاد می‌شود.(این بار الکتریکی نیست که علت اصلی میدان الکتریکی است، همانطور که فیزیک در قرن نوزدهم معتقد بود، اما میدان های الکتریکی ذرات بنیادی به گونه ای است که با میدان های بار الکتریکی مطابقت دارد). و میدان بار الکتریکی در نتیجه وجود عدم تقارن بین نیمکره بیرونی و داخلی ایجاد می شود و میدان های الکتریکی با علائم مخالف ایجاد می کند. برای ذرات بنیادی باردار، میدانی از بار الکتریکی اولیه در ناحیه دور ایجاد می‌شود و علامت بار الکتریکی با علامت میدان الکتریکی تولید شده توسط نیمکره خارجی تعیین می‌شود. در زون نزدیک این میدان ساختار پیچیده ای دارد و دوقطبی است اما ممان دوقطبی ندارد. برای توصیف تقریبی این میدان به عنوان سیستم بارهای نقطه ای، حداقل 6 "کوارک" در داخل پروتون مورد نیاز است - اگر 8 "کوارک" بگیریم دقیق تر خواهد بود. واضح است که بارهای الکتریکی چنین «کوارک‌هایی» با آنچه مدل استاندارد (با کوارک‌هایش) در نظر می‌گیرد، کاملاً متفاوت خواهد بود.

نظریه میدان ذرات بنیادی ثابت کرده است که پروتون، مانند هر ذره با بار مثبت دیگر، قابل تشخیص است. دو بار الکتریکی و بر این اساس، دو شعاع الکتریکی:

شعاع الکتریکی میدان الکتریکی ثابت خارجی (شارژ q + =+ 1.25e) - r q + = 4.39 10 -14 سانتی متر،
شعاع الکتریکی میدان الکتریکی ثابت داخلی (شارژ q - = -0.25e) - r q- = 2.45 10 -14 سانتی متر.

این ویژگی های میدان الکتریکی پروتون با توزیع نظریه میدان اول ذرات بنیادی مطابقت دارد. فیزیک هنوز به طور تجربی دقت این توزیع را مشخص نکرده است و اینکه کدام توزیع با ساختار واقعی میدان الکتریکی ثابت یک پروتون در منطقه نزدیک و همچنین ساختار میدان الکتریکی یک پروتون در منطقه نزدیک مطابقت دارد. (در فواصل مرتبه r p). همانطور که می بینید، بارهای الکتریکی از نظر قدر نزدیک به بارهای کوارک های فرضی (+4/3e=+1.333e و -1/3e=-0.333e) در پروتون هستند، اما برخلاف کوارک ها، میدان های الکترومغناطیسی در پروتون وجود دارد. طبیعت، و ساختاری مشابه ثابت دارند هر ذره بنیادی با بار مثبت، بدون توجه به بزرگی اسپین و... دارای میدان الکتریکی است.

مقادیر شعاع الکتریکی برای هر ذره بنیادی منحصر به فرد است و با عدد کوانتومی اصلی در تئوری میدان L، مقدار جرم باقیمانده، درصد انرژی موجود در میدان الکترومغناطیسی متناوب (جایی که مکانیک کوانتومی کار می کند) تعیین می شود. ) و ساختار مولفه ثابت میدان الکترومغناطیسی ذره بنیادی (برای همه ذرات بنیادی با عدد کوانتومی اصلی L یکسان است)، که یک میدان الکتریکی ثابت خارجی ایجاد می کند. شعاع الکتریکی مکان متوسط یک بار الکتریکی را نشان می دهد که به طور یکنواخت در اطراف محیط توزیع شده و میدان الکتریکی مشابهی ایجاد می کند. هر دو بار الکتریکی در یک صفحه قرار دارند (صفحه چرخش میدان الکترومغناطیسی متناوب ذره بنیادی) و دارای یک مرکز مشترک هستند که با مرکز چرخش میدان الکترومغناطیسی متناوب ذره بنیادی منطبق است.

6.3 میدان الکتریکی یک پروتون در ناحیه نزدیک

با دانستن مقدار بارهای الکتریکی درون یک ذره بنیادی و مکان آنها، می توان میدان الکتریکی ایجاد شده توسط آنها را تعیین کرد.

میدان الکتریکی یک پروتون در ناحیه نزدیک (r~r p)، در سیستم SI، به عنوان مجموع برداری، تقریباً برابر است با:

جایی که n+ = r +/|r + | - بردار واحد از نقطه نزدیک (1) یا دور (2) بار پروتون q + در جهت نقطه مشاهده (A) n- = r-/|r - | - بردار واحد از نقطه نزدیک (1) یا دور (2) بار پروتون q - در جهت نقطه مشاهده (A)، r - فاصله از مرکز پروتون تا طرح نقطه مشاهده بر روی صفحه پروتون، q + - بار الکتریکی خارجی +1.25e، q - - بار الکتریکی داخلی -0.25e، بردارها به صورت پررنگ مشخص شده اند، ε0 - ثابت الکتریکی، z - ارتفاع نقطه مشاهده (A) (فاصله از نقطه مشاهده به صفحه پروتون)، r 0 - پارامتر نرمال سازی. (در سیستم GHS ضریب وجود ندارد. SI Multiplier.)

این عبارت ریاضی مجموع بردارها است و باید طبق قوانین جمع بردار محاسبه شود، زیرا این میدانی از دو بار الکتریکی توزیع شده (+1.25e و -0.25e) است. عبارت اول و سوم مربوط به نقاط نزدیک اتهامات، دوم و چهارم - به موارد دور است. این عبارت ریاضی در ناحیه داخلی (حلقه) پروتون کار نمی‌کند و میدان‌های ثابت آن را ایجاد می‌کند (اگر دو شرط به طور همزمان برقرار شود: ħ/m 0~ c
پتانسیل میدان الکتریکیپروتون در نقطه (A) در منطقه نزدیک (r~r p)، در سیستم SI تقریبا برابر است با:

جایی که r 0 یک پارامتر نرمال کننده است، مقدار آن ممکن است با r 0 در فرمول E متفاوت باشد. (در سیستم SGS فاکتور SI ضرب کننده وجود ندارد.) این عبارت ریاضی در ناحیه داخلی (حلقه) پروتون کار نمی کند. ، زمینه های ثابت خود را ایجاد می کند (با اجرای همزمان دو شرط: ħ/m 0~ c
کالیبراسیون r 0 برای هر دو عبارت میدان نزدیک باید در مرز ناحیه تولید کننده میدان های پروتون ثابت انجام شود.

7 جرم سکون پروتون

مطابق با الکترودینامیک کلاسیک و فرمول انیشتین، جرم سکون ذرات بنیادی با عدد کوانتومی L>0، از جمله پروتون، به عنوان معادل انرژی میدان های الکترومغناطیسی آنها تعریف می شود:

جایی که انتگرال معین بر کل میدان الکترومغناطیسی یک ذره بنیادی گرفته می شود، E قدرت میدان الکتریکی، H شدت میدان مغناطیسی است. تمام اجزای میدان الکترومغناطیسی در اینجا در نظر گرفته می شود: میدان الکتریکی ثابت، میدان مغناطیسی ثابت، میدان الکترومغناطیسی متناوب. این فرمول کوچک، اما بسیار فیزیک گنجایش، که بر اساس آن معادلات میدان گرانشی ذرات بنیادی به دست آمده است، بیش از یک "نظریه" افسانه ای را به انبوه قراضه می فرستد - به همین دلیل است که برخی از نویسندگان آنها ازش متنفرم.

مطابق فرمول فوق، مقدار جرم باقیمانده یک پروتون به شرایطی که پروتون در آن قرار دارد بستگی دارد. بنابراین، با قرار دادن یک پروتون در یک میدان الکتریکی خارجی ثابت (مثلاً یک هسته اتمی)، E 2 را تحت تأثیر قرار خواهیم داد که بر جرم پروتون و پایداری آن تأثیر می گذارد. هنگامی که یک پروتون در یک میدان مغناطیسی ثابت قرار می گیرد، وضعیت مشابهی به وجود می آید. بنابراین، برخی از خواص پروتون در داخل هسته اتم با همان خواص پروتون آزاد در خلاء، دور از میدان، متفاوت است.

8 طول عمر پروتون

طول عمر پروتون تعیین شده توسط فیزیک با یک پروتون آزاد مطابقت دارد.

نظریه میدان ذرات بنیادی بیان می کند که طول عمر یک ذره بنیادی بستگی به شرایطی دارد که در آن قرار دارد. با قرار دادن یک پروتون در یک میدان خارجی (مانند یک میدان الکتریکی)، انرژی موجود در میدان الکترومغناطیسی آن را تغییر می دهیم. می توانید علامت میدان خارجی را طوری انتخاب کنید که انرژی داخلی پروتون افزایش یابد. می توان مقداری از قدرت میدان خارجی را انتخاب کرد که امکان تجزیه پروتون به نوترینوهای نوترون، پوزیترون و الکترونی فراهم شود و بنابراین پروتون ناپایدار شود. این دقیقاً همان چیزی است که در هسته های اتم مشاهده می شود، که در آن میدان الکتریکی پروتون های همسایه باعث فروپاشی پروتون هسته می شود. هنگامی که انرژی اضافی به هسته وارد می شود، فروپاشی پروتون می تواند با قدرت میدان خارجی کمتر آغاز شود.

یک ویژگی جالب: در هنگام فروپاشی یک پروتون در هسته اتم، در میدان الکترومغناطیسی هسته، یک پوزیترون از انرژی میدان الکترومغناطیسی متولد می شود - از "ماده" (پروتون) "ضد ماده" (پوزیترون) متولد می شود. !!! و این هیچ کس را شگفت زده نمی کند.

9 حقیقت در مورد مدل استاندارد

حال بیایید با اطلاعاتی آشنا شویم که حامیان مدل استاندارد اجازه انتشار در سایت‌های «صحیح سیاسی» (مانند ویکی‌پدیای جهان) را نمی‌دهند که در آن مخالفان فیزیک جدید می‌توانند بی‌رحمانه اطلاعات حامیان خود را حذف کنند (یا تحریف کنند). از فیزیک جدید، که در نتیجه آن حقیقت قربانی سیاست شده است:

در سال 1964، گلمن و تسوایگ به طور مستقل فرضیه ای برای وجود کوارک ها ارائه کردند که به نظر آنها هادرون ها از آنها تشکیل شده است. ذرات جدید دارای بار الکتریکی کسری هستند که در طبیعت وجود ندارد.
لپتون‌ها در این مدل کوارک، که بعداً به مدل استاندارد تبدیل شد، تناسب نداشتند، و بنابراین به‌عنوان ذرات واقعاً بنیادی شناخته شدند.
برای توضیح ارتباط کوارک ها در هادرون، وجود برهمکنش قوی در طبیعت و حامل های آن، گلوئون ها، فرض شد. همانطور که در تئوری کوانتومی انتظار می رفت گلوئون ها دارای اسپین واحد، هویت ذره و پادذره و جرم سکون صفر مانند فوتون بودند.
در حقیقت، در طبیعت تعامل قوی کوارک‌های فرضی وجود ندارد، بلکه نیروهای هسته‌ای نوکلئون‌ها وجود دارد - و اینها مفاهیم متفاوتی هستند.

50 سال گذشت. کوارک ها هرگز در طبیعت یافت نشدند و یک افسانه ریاضی جدید برای ما اختراع شد به نام "حصر". یک فرد متفکر می تواند به راحتی در آن بی توجهی آشکار به قانون اساسی طبیعت - قانون بقای انرژی - را ببیند. اما یک فرد متفکر این کار را انجام می دهد و داستان نویسان بهانه ای را دریافت کردند که مناسب آنها بود.

گلوئون ها نیز در طبیعت یافت نشده اند. واقعیت این است که فقط مزون های برداری (و یکی دیگر از حالت های برانگیخته مزون ها) می توانند در طبیعت اسپین واحد داشته باشند، اما هر مزون برداری یک پادذره دارد. - از همین رو مزون های برداری کاندیدای مناسبی برای "گلئون" نیستند.. 9 حالت برانگیخته اول مزون ها باقی مانده است، اما 2 مورد از آنها با خود مدل استاندارد در تضاد هستند و مدل استاندارد وجود آنها را در طبیعت تشخیص نمی دهد و بقیه توسط فیزیک به خوبی مطالعه شده است و امکان عبور از آنها وجود نخواهد داشت. به عنوان گلوئون افسانه ای. آخرین گزینه وجود دارد: انتقال یک حالت محدود از یک جفت لپتون (میون یا لپتون تاو) به عنوان یک گلوئون - اما حتی این را می توان در طول واپاشی محاسبه کرد.

بنابراین، همچنین هیچ گلوئونی در طبیعت وجود ندارد، همانطور که هیچ کوارکی و برهمکنش قوی ساختگی در طبیعت وجود ندارد..
شما فکر می‌کنید که حامیان مدل استاندارد این را نمی‌فهمند - آنها هنوز هم می‌دانند، اما اعتراف به اشتباه کاری که آنها برای دهه‌ها انجام می‌دادند، خسته‌کننده است. به همین دلیل است که ما افسانه های ریاضی جدیدی را می بینیم («نظریه ریسمان» و غیره).

10 فیزیک جدید: پروتون - خلاصه

در بخش اصلی مقاله، من به طور مفصل در مورد کوارک های پری (با گلوئون های پری) صحبت نکردم، زیرا آنها در طبیعت نیستند و هیچ فایده ای ندارد که سر خود را با افسانه ها پر کنید (بی جهت) - و بدون عناصر اساسی پایه و اساس: کوارک ها با گلوئون ها، مدل استاندارد فروپاشید - زمان تسلط آن در فیزیک کامل شد (به مدل استاندارد مراجعه کنید).

شما می توانید جایگاه الکترومغناطیس در طبیعت را تا زمانی که دوست دارید نادیده بگیرید (در هر مرحله با آن روبرو شوید: نور، تشعشعات حرارتی، برق، تلویزیون، رادیو، ارتباطات تلفنی، از جمله تلفن همراه، اینترنت، که بدون آنها بشریت نمی دانست. وجود ذرات بنیادی نظریه میدان، ...)، و همچنان به اختراع افسانه های جدید برای جایگزینی افسانه های ورشکسته ادامه می دهد و آنها را به عنوان علم می گذراند. شما می توانید، با پشتکار شایسته استفاده بهتر، به تکرار داستان های حفظ شده مدل استاندارد و نظریه کوانتومی ادامه دهید. اما میدان‌های الکترومغناطیسی در طبیعت بدون ذرات مجازی افسانه‌ای و همچنین گرانش ایجاد شده توسط میدان‌های الکترومغناطیسی به خوبی انجام می‌شوند، هستند، خواهند بود و می‌توانند به خوبی انجام دهند، اما افسانه‌ها زمان تولد و زمانی دارند که دیگر تأثیری بر مردم ندارند. در مورد طبیعت، به افسانه ها یا هر فعالیت ادبی دیگر انسان اهمیتی نمی دهد، حتی اگر جایزه نوبل فیزیک برای آنها اعطا شود. طبیعت همانگونه که ساختار یافته است، ساختار یافته است و وظیفه علم فیزیک درک و توصیف آن است.

اکنون دنیای جدیدی در برابر شما باز شده است - دنیای میدان های دوقطبی که فیزیک قرن بیستم حتی به وجود آن مشکوک نبود. دیدید که یک پروتون نه یک، بلکه دو بار الکتریکی (خارجی و داخلی) و دو شعاع الکتریکی متناظر دارد. شما دیدید که جرم باقیمانده یک پروتون از چه چیزی تشکیل شده است و بوزون هیگز خیالی از کار افتاده است (تصمیمات کمیته نوبل هنوز قوانین طبیعت نیست...). علاوه بر این، بزرگی جرم و طول عمر به میدان هایی که پروتون در آن قرار دارد بستگی دارد. صرفاً به این دلیل که یک پروتون آزاد پایدار است، به این معنی نیست که همیشه و همه جا ثابت می ماند (واپاشی پروتون در هسته اتم مشاهده می شود). همه اینها فراتر از مفاهیم حاکم بر فیزیک در نیمه دوم قرن بیستم است. - فیزیک قرن بیست و یکم - فیزیک جدید به سطح جدیدی از دانش ماده می رود، و اکتشافات جالب جدیدی در انتظار ما هستند.

ولادیمیر گورونویچ