A protonok termonukleáris reakciókban vesznek részt, amelyek a csillagok által generált fő energiaforrások. Különösen a reakciók pp-ciklus, amely a Nap által kibocsátott energia szinte teljes forrása, négy protonnak a hélium-4 atommaggá való egyesülésében, két proton neutronná történő átalakulásában vezet le.
A fizikában a protont jelölik p(vagy p+ ). A pozitív hidrogénionnak tekintett proton kémiai jelölése H +, asztrofizikai jelölése HII.
Nyítás [ | ]
Proton tulajdonságai[ | ]
A proton és az elektron tömegének aránya, amely 1836,152 673 89(17), 0,002%-os pontossággal egyenlő a 6π 5 = 1836,118 értékkel...
A proton belső szerkezetét először R. Hofstadter tanulmányozta kísérletileg nagyenergiájú elektronok (2 GeV) és protonokkal való ütközésének tanulmányozásával (fizikai Nobel-díj 1961). A proton egy cm sugarú, nagy tömeg- és töltéssűrűségű nehéz magból (magból) áll, amely hordozza ≈ 35% (\megjelenítési stílus \körülbelül 35\%) a proton és az azt körülvevő viszonylag ritka héj elektromos töltése. Távolságban tőle ≈ 0, 25 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \körülbelül 0,25\cdot 10^(-13)) előtt ≈ 1 , 4 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \kb. 1,4\cdot 10^(-13)) cm ez a héj főleg virtuális ρ - és π -mezonokból áll ≈ 50% (\megjelenítési stílus \körülbelül 50\%) a proton elektromos töltése, majd a távolságra ≈ 2, 5 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \kb. 2,5\cdot 10^(-13)) cm kiterjeszti a virtuális ω - és π -mezonok héját, amelyek a proton elektromos töltésének ~15%-át hordozzák.
A kvarkok által létrehozott proton középpontjában a nyomás körülbelül 10 35 Pa (10 30 atmoszféra), vagyis nagyobb, mint a neutroncsillagok belsejében uralkodó nyomás.
A proton mágneses momentumát úgy mérjük, hogy megmérjük a proton mágneses momentumának precessziójának rezonanciafrekvenciáját egy adott egyenletes mágneses térben és a proton körpályájának ciklotronfrekvenciáját ugyanabban a térben.
Három fizikai mennyiség kapcsolódik egy protonhoz, amelyek hossza dimenzióval rendelkezik:
Az 1960-as évek óta különféle módszerekkel végzett protonsugár közönséges hidrogénatomokkal végzett mérések (CODATA -2014) vezettek az eredményre. 0,8751 ± 0,0061 femtométer(1 fm = 10 −15 m). A müonos hidrogénatomokkal végzett első kísérletek (ahol az elektront müon helyettesíti) 4%-kal kisebb eredményt adtak erre a sugárra: 0,84184 ± 0,00067 fm. Ennek a különbségnek az okai máig tisztázatlanok.
Az úgynevezett proton K w ≈ 1 − 4 sin 2 θ W, amely meghatározza részvételét a gyenge interakciókban a csere révén Z A 0 bozon (hasonlóan ahhoz, ahogyan a részecske elektromos töltése határozza meg az elektromágneses kölcsönhatásokban való részvételét egy foton cseréjével) 0,0719 ± 0,0045 a polarizált elektronok protonokon való szóródása során tapasztalt paritássértés kísérleti mérései szerint. A mért érték a kísérleti hibán belül összhangban van a Standard Modell elméleti előrejelzéseivel (0,0708 ± 0,0003).
Stabilitás [ | ]
A szabad proton stabil, kísérleti vizsgálatok nem tárták fel a bomlás jeleit (élettartam alsó határa 2,9⋅10 29 év bomlási csatornától függetlenül, 8,2⋅10 33 év pozitronná és semleges pionná bomlás esetén, 6,6⋅ 10 33 év a bomlás pozitív müonná és semleges pionná). Mivel a proton a legkönnyebb a barionok közül, a proton stabilitása a barionszám megmaradásának törvényének a következménye – a proton nem bomlik le semmilyen könnyebb részecskévé (például pozitronná és neutrínóvá) anélkül, hogy ezt a törvényt megsértené. A Standard Modell számos elméleti kiterjesztése azonban olyan folyamatokat jósol (még nem figyeltek meg), amelyek a barionszám meg nem maradását, és ezáltal a proton bomlását eredményeznék.
Az atommagban megkötött proton képes az atom K-, L- vagy M-elektronhéjából elektront befogni (ún. „elektronbefogás”). Az atommag protonja, amely elnyelt egy elektront, neutronná alakul, és egyidejűleg neutrínót bocsát ki: p+e − →+ν e
. A K-, L- vagy M-rétegben az elektronbefogással kialakított „lyukat” az atom egyik fedő elektronrétegéből származó elektron tölti ki, amely az atomszámnak megfelelő jellegzetes röntgensugarakat bocsát ki. Z− 1, és/vagy Auger elektronok. 7-ből több mint 1000 izotóp ismert
4-től 262-ig
105, elektronbefogással bomlik. Megfelelően magas rendelkezésre álló bomlási energiáknál (fent 2m e c 2 ≈ 1,022 MeV) megnyílik egy versengő bomlási csatorna - pozitron bomlás p → +e ++ν e
. Hangsúlyozni kell, hogy ezek a folyamatok csak egyes atommagok protonjainál lehetségesek, ahol a hiányzó energiát a keletkező neutron alacsonyabb maghéjba való átmenete pótolja; szabad protonra tiltja őket az energiamegmaradás törvénye.
A kémiában a protonok forrása az ásványi (salétromsav, kénsav, foszforsav és mások) és szerves (hangyasav, ecetsav, oxálsav és mások). Vizes oldatban a savak képesek a proton eliminálásával disszociálni, hidrogén-kationt képezve.
A gázfázisban a protonokat ionizációval nyerik - az elektron eltávolításával a hidrogénatomból. Egy gerjesztetlen hidrogénatom ionizációs potenciálja 13,595 eV. Amikor a molekuláris hidrogént gyors elektronok atmoszférikus nyomáson és szobahőmérsékleten ionizálják, kezdetben a molekuláris hidrogénion (H 2 +) keletkezik - egy fizikai rendszer, amely két protonból áll, amelyeket egy elektron 1,06 távolságra tart össze. Egy ilyen rendszer stabilitását Pauling szerint az elektron rezonanciája okozza két proton között, amelynek „rezonanciafrekvenciája” 7·10 14 s −1. Amikor a hőmérséklet több ezer fokra emelkedik, a hidrogénionizációs termékek összetétele a protonok - H + - javára változik.
Alkalmazás [ | ]
A gyorsított protonnyalábokat az elemi részecskék kísérleti fizikájában (a szórási folyamatok tanulmányozása és más részecskék nyalábjainak előállítása), az orvostudományban (rák protonterápiája) használják.
Lásd még [ | ]
Megjegyzések [ | ]
- http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt Alapvető fizikai állandók --- Teljes lista
- CODATA Érték: proton tömeg
- CODATA Érték: proton tömeg u-ban
- Ahmed S.; et al. (2004). „A nukleonbomlás korlátozásai láthatatlan módokon keresztül a Sudbury Neutrino Obszervatóriumból.” Fizikai áttekintő levelek. 92 (10): 102004. arXiv: hep-ex/0310030. Irodai kód:2004PhRvL..92j2004A. DOI:10.1103/PhysRevLett.92.102004. PMID.
- CODATA Érték: protontömeg-energia-egyenérték MeV-ban
- CODATA Érték: proton-elektron tömegarány
- , Val vel. 67.
- Hofstadter P. A magok és nukleonok szerkezete // Fizik. - 1963. - T. 81., 1. sz. - P. 185-200. - ISSN. - URL: http://ufn.ru/ru/articles/1963/9/e/
- Shchelkin K. I. Virtuális folyamatok és a nukleon szerkezete // A mikrovilág fizikája - M.: Atomizdat, 1965. - 75. o.
- Rugalmas szórás, perifériás kölcsönhatások és rezonanciák // High Energy Particles. Nagy energiák az űrben és a laboratóriumokban - M.: Nauka, 1965. - 132. o.
Az anyag szerkezetének tanulmányozásával a fizikusok rájöttek, miből állnak az atomok, eljutottak az atommaghoz, és protonokra és neutronokra bontották. Mindezek a lépések meglehetősen könnyen megtörténtek - csak fel kellett gyorsítani a részecskéket a szükséges energiára, egymáshoz nyomni őket, és akkor maguk is szétesnek az alkotóelemeikre.
De protonokkal és neutronokkal ez a trükk már nem működött. Bár összetett részecskékről van szó, még a leghevesebb ütközésben sem törhetők darabokra. Ezért a fizikusoknak évtizedekre volt szükségük ahhoz, hogy különféle módokat találjanak ki a proton belsejébe való betekintésre, szerkezetének és alakjának megtekintésére. Ma a proton szerkezetének tanulmányozása a részecskefizika egyik legaktívabb területe.
A természet tippeket ad
A protonok és neutronok szerkezetének tanulmányozásának története az 1930-as évekre nyúlik vissza. Amikor a protonok mellett a neutronokat is felfedezték (1932), miután megmérték a tömegüket, a fizikusok meglepődve tapasztalták, hogy az nagyon közel van a proton tömegéhez. Sőt, az is kiderült, hogy a protonok és a neutronok pontosan ugyanúgy „érzik” a nukleáris kölcsönhatást. Annyira azonos, hogy a nukleáris erők szempontjából a proton és a neutron egy részecske - egy nukleon - két megnyilvánulásaként tekinthető: a proton egy elektromosan töltött nukleon, a neutron pedig egy semleges nukleon. A protonokat neutronokra cseréljük, és a nukleáris erők (majdnem) semmit sem vesznek észre.
A fizikusok a természetnek ezt a tulajdonságát szimmetriaként fejezik ki - a nukleáris kölcsönhatás szimmetrikus a protonok neutronokkal való helyettesítése tekintetében, ahogy a pillangó szimmetrikus a bal és a jobb oldali helyettesítése tekintetében. Ez a szimmetria amellett, hogy fontos szerepet játszik a magfizikában, valójában az első utalás arra, hogy a nukleonoknak érdekes belső szerkezetük van. Igaz, akkor, a 30-as években a fizikusok nem vették észre ezt a célzást.
A megértés később jött. Azzal kezdődött, hogy az 1940-50-es években a protonok és a különböző elemek atommagjainak ütközésének reakcióiban a tudósok meglepődve fedezték fel újabb és újabb részecskéket. Nem protonok, nem neutronok, nem az addigra felfedezett pi-mezonok, amelyek nukleonokat tartanak az atommagokban, hanem néhány teljesen új részecske. Sokféleségük ellenére ezeknek az új részecskéknek két közös tulajdonságuk volt. Először is, a nukleonokhoz hasonlóan nagyon szívesen vettek részt a nukleáris kölcsönhatásokban - ma az ilyen részecskéket hadronoknak hívják. Másodszor pedig rendkívül instabilok voltak. A leginstabilabb közülük a nanoszekundum trilliod része alatt bomlott szét más részecskékre, még arra sem volt ideje, hogy atommag méretű repülést végezzen!
A hadron „állatkert” sokáig teljes káosz volt. Az 1950-es évek végén a fizikusok már elég sok különböző típusú hadront megtanultak, összehasonlítani kezdték őket egymással, és hirtelen bizonyos általános szimmetriát, sőt periodikusságot láttak tulajdonságaikban. Feltételezték, hogy minden hadronban (beleértve a nukleonokat is) van néhány egyszerű objektum, amelyet „kvarknak” neveznek. A kvarkokat különböző módon kombinálva különböző hadronokat lehet előállítani, és pontosan ugyanolyan típusúak és tulajdonságokkal rendelkeznek, mint amilyeneket a kísérletben fedeztek fel.
Mitől proton a proton?
Miután a fizikusok felfedezték a hadronok kvark szerkezetét, és megtudták, hogy a kvarkoknak többféle változata van, világossá vált, hogy sok különböző részecske állítható elő kvarkokból. Így senki sem lepődött meg, amikor a következő kísérletek egymás után újabb hadronokat találtak. De az összes hadron között egy egész részecskék családot fedeztek fel, amelyek a protonhoz hasonlóan csak kettőből állnak. u-kvarkok és egy d-kvark. A proton egyfajta „testvére”. És itt a fizikusokat meglepetés érte.
Először is tegyünk egy egyszerű megfigyelést. Ha több objektumunk van, amelyek ugyanabból a „téglából” állnak, akkor a nehezebb tárgyak több „téglát”, a könnyebbek kevesebbet tartalmaznak. Ez egy nagyon természetes alapelv, amit a kombináció elvének vagy a felépítmény elvének nevezhetünk, és tökéletesen működik mind a mindennapi életben, mind a fizikában. Még az atommagok szerkezetében is megnyilvánul - elvégre a nehezebb atommagok egyszerűen nagyobb számú protonból és neutronból állnak.
A kvarkok szintjén azonban ez az elv egyáltalán nem működik, és igaz, a fizikusok még nem jöttek rá teljesen, miért. Kiderült, hogy a proton nehéz testvérei is ugyanazokból a kvarkokból állnak, mint a proton, bár másfél vagy akár kétszer nehezebbek a protonnál. Nem különböznek a protontól (és különböznek egymástól). fogalmazás,és kölcsönös elhelyezkedés kvarkok, azon állapot szerint, amelyben ezek a kvarkok egymáshoz viszonyítva vannak. Elég megváltoztatni a kvarkok egymáshoz viszonyított helyzetét - és a protonból egy másik, érezhetően nehezebb részecskét kapunk.
Mi történik, ha háromnál több kvarkot veszel és gyűjtesz össze? Lesz-e új nehéz részecske? Meglepő módon ez nem fog működni - a kvarkok hármasban szétesnek, és több szétszórt részecskévé alakulnak. Valamilyen oknál fogva a természet „nem szereti” sok kvarkot egyetlen egésszé egyesíteni! Csak a közelmúltban, szó szerint az utóbbi években kezdtek megjelenni utalások arra, hogy léteznek több kvark részecskék, de ez csak azt hangsúlyozza, hogy a természet mennyire nem szereti őket.
Ebből a kombinatorikából egy nagyon fontos és mély következtetés következik - a hadronok tömege egyáltalán nem áll a kvarkok tömegéből. De ha egy hadron tömege növelhető vagy csökkenthető az alkotó téglák egyszerű újrakombinálásával, akkor nem maguk a kvarkok felelősek a hadronok tömegéért. És valóban, a későbbi kísérletekben sikerült kideríteni, hogy maguk a kvarkok tömege a proton tömegének csak körülbelül két százaléka, a gravitáció többi része pedig az erőtér (speciális részecskék - gluonok) miatt keletkezik, kösd össze a kvarkokat. A kvarkok egymáshoz viszonyított helyzetének megváltoztatásával, például távolabb helyezve őket egymástól, megváltoztatjuk a gluonfelhőt, ezáltal masszívabbá tesszük, ezért a hadron tömege megnő (1. ábra).
Mi történik egy gyorsan mozgó proton belsejében?
A fent leírtak egy stacionárius protonra vonatkoznak, a fizikusok nyelvén ez a proton szerkezete a nyugalmi keretben. A kísérletben azonban először más körülmények között – belül – fedezték fel a proton szerkezetét gyors repülés proton.
Az 1960-as évek végén a gyorsítókban történő részecskék ütközéseivel kapcsolatos kísérletek során észrevették, hogy a közel fénysebességgel haladó protonok úgy viselkedtek, mintha a bennük lévő energia nem oszlana el egyenletesen, hanem az egyes kompakt tárgyakban koncentrálódna. A híres fizikus, Richard Feynman javasolta, hogy ezeket az anyagcsomókat protonoknak nevezzék partons(angolról rész - Rész).
A későbbi kísérletek a partonok számos tulajdonságát vizsgálták – például elektromos töltésüket, számukat és az egyes protonenergia-hányadokat. Kiderült, hogy a töltött partonok kvarkok, a semleges partonok pedig gluonok. Igen, ugyanazok a gluonok, amelyek a proton nyugalmi keretében egyszerűen „kiszolgálták” a kvarkokat, vonzva őket egymáshoz, ma már független partonok, és a kvarkokkal együtt egy gyorsan mozgó proton „anyagát” és energiáját hordozzák. Kísérletek kimutatták, hogy az energia körülbelül fele kvarkokban, fele gluonokban raktározódik.
A partonokat legkényelmesebben protonok elektronokkal való ütközésekor tanulmányozzák. A tény az, hogy a protontól eltérően az elektron nem vesz részt erős nukleáris kölcsönhatásokban, és ütközése egy protonnal nagyon egyszerűnek tűnik: az elektron nagyon rövid időre virtuális fotont bocsát ki, amely egy töltött partonba ütközik, és végül egy nagyszámú részecske (2. ábra). Azt mondhatjuk, hogy az elektron kiváló szike a proton „felnyitására” és külön részekre osztására – azonban csak nagyon rövid ideig. Ismerve, hogy milyen gyakran fordulnak elő ilyen folyamatok egy gyorsítónál, mérhető a protonban lévő partonok száma és töltéseik.
Kik valójában a Partonok?
És itt elérkeztünk egy másik csodálatos felfedezéshez, amelyet a fizikusok tettek az elemi részecskék nagy energiájú ütközésének tanulmányozása során.
Normál körülmények között arra a kérdésre, hogy ez vagy az az objektum miből áll, egyetemes válasza van minden referenciarendszerre. Például egy vízmolekula két hidrogénatomból és egy oxigénatomból áll – és nem mindegy, hogy álló vagy mozgó molekulát nézünk. Ez a szabály azonban olyan természetesnek tűnik! - sérül, ha a fénysebességhez közeli sebességgel mozgó elemi részecskékről beszélünk. Az egyik vonatkoztatási rendszerben egy komplex részecske állhat egy részrészecske halmazból, egy másik vonatkoztatási rendszerben pedig egy másikból. Kiderült, hogy a kompozíció relatív fogalom!
Hogy lehet ez? A kulcs itt egy fontos tulajdonság: a részecskék száma a világunkban nem fix - részecskék születhetnek és eltűnhetnek. Például, ha két elektront kellően nagy energiával nyomsz össze, akkor ezen a két elektronon kívül akár foton, akár elektron-pozitron pár, vagy más részecske születhet. Mindezt a kvantumtörvények megengedik, és pontosan ez történik a valós kísérletekben.
De ez a részecskék „meg nem maradásának törvénye” működik ütközések esetén részecskék. Hogyan fordulhat elő, hogy ugyanaz a proton különböző nézőpontokból úgy néz ki, mintha más-más részecskehalmazból állna? A lényeg az, hogy a proton nem csupán három kvarkból áll össze. A kvarkok között gluon erőtér van. Általánosságban elmondható, hogy az erőtér (például a gravitációs vagy elektromos tér) egyfajta anyagi „entitás”, amely áthatja a teret, és lehetővé teszi, hogy a részecskék erőteljes hatást gyakoroljanak egymásra. A kvantumelméletben a mező részecskékből is áll, bár speciálisakból - virtuálisakból. Ezeknek a részecskéknek a száma nincs rögzítve, folyamatosan „kibimbóznak” a kvarkokból, és más kvarkok elnyelik őket.
Pihenő A proton valójában három kvarkként fogható fel, amelyek között gluonok ugrálnak. De ha ugyanazt a protont egy másik vonatkoztatási rendszerből nézzük, mintha egy elhaladó „relativisztikus vonat” ablakából néznénk, egészen más képet látunk. Azok a virtuális gluonok, amelyek a kvarkokat összeragasztották, kevésbé fognak virtuálisnak, „valódibb” részecskéknek tűnni. Természetesen a kvarkok még mindig megszületnek és felszívódnak, ugyanakkor egy ideig önállóan élnek, a kvarkok mellett repülnek, mint a valódi részecskék. Ami az egyik vonatkoztatási rendszerben egyszerű erőtérnek tűnik, az egy másik keretben részecskefolyammá változik! Vegyük észre, hogy magát a protont nem érintjük, hanem csak egy másik vonatkoztatási rendszerből nézzük.
Tovább tovább. Minél közelebb van „relativisztikus vonatunk” sebessége a fénysebességhez, annál csodálatosabb képet fogunk látni a proton belsejében. A fénysebességhez közeledve észre fogjuk venni, hogy a proton belsejében egyre több gluon található. Sőt, időnként kvark-antikvark párokra szakadnak, amelyek szintén a közelben repülnek, és szintén partonnak számítanak. Ennek eredményeként egy ultrarelativisztikus proton, azaz a hozzánk a fénysebességhez nagyon közeli sebességgel mozgó proton kvarkokból, antikvarkokból és gluonokból álló, egymással áthatoló felhők formájában jelenik meg, amelyek együtt repülnek, és úgy tűnik, hogy támogatják egymást (1. . 3).
A relativitáselméletben jártas olvasó aggódhat. Minden fizika azon az elven alapul, hogy minden folyamat ugyanúgy megy végbe minden inerciális vonatkoztatási rendszerben. De kiderül, hogy a proton összetétele attól függ, hogy milyen vonatkoztatási rendszerből figyeljük meg?!
Igen, pontosan, de ez semmiképpen sem sérti a relativitás elvét. A fizikai folyamatok eredményei - például, hogy mely részecskék és hány darab keletkezik ütközés következtében - bizony invariánsnak bizonyulnak, bár a proton összetétele a vonatkoztatási rendszertől függ.
Ezt az első ránézésre szokatlan, de a fizika minden törvényét kielégítő helyzetet vázlatosan szemlélteti a 4. ábra. Azt mutatja be, hogyan néz ki két nagy energiájú proton ütközése különböző vonatkoztatási rendszerekben: egy proton nyugalmi keretében, a tömegközéppont keret, egy másik proton többi keretében. A protonok közötti kölcsönhatás a hasadó gluonok kaszkádján keresztül megy végbe, de csak az egyik esetben tekintik ezt a kaszkádot egy proton „belsőjének”, egy másik esetben egy másik proton részének, a harmadik esetben pedig egyszerűen néhány proton. objektum, amely két proton között cserélődik. Ez a kaszkád létezik, valós, de a folyamat melyik részéhez kell hozzárendelni, az a vonatkoztatási rendszertől függ.
3D-s portré egy protonról
Az összes eredmény, amiről az imént beszéltünk, meglehetősen régen - a múlt század 60-70-es éveiben - végzett kísérleteken alapult. Úgy tűnik, hogy azóta mindent át kellett volna tanulmányozni, és minden kérdésre választ kellett volna találnia. De nem – a proton szerkezete továbbra is a részecskefizika egyik legérdekesebb témája. Sőt, az elmúlt években ismét megnőtt az érdeklődés iránta, mert a fizikusok rájöttek, hogyan készítsenek „háromdimenziós” portrét egy gyorsan mozgó protonról, ami sokkal nehezebbnek bizonyult, mint egy álló proton portréja.
A protonütközések klasszikus kísérletei csak a partonok számáról és energiaeloszlásáról árulkodnak. Az ilyen kísérletekben a partonok független objektumokként vesznek részt, ami azt jelenti, hogy nem lehet megtudni belőlük, hogy a partonok hogyan helyezkednek el egymáshoz képest, vagy hogy pontosan hogyan adnak össze egy protont. Elmondhatjuk, hogy sokáig csak egy gyorsan mozgó proton „egydimenziós” portréja állt a fizikusok rendelkezésére.
Egy proton valós, háromdimenziós portréjának megalkotásához és a partonok térbeli eloszlásának megállapításához sokkal finomabb kísérletekre van szükség, mint a 40 évvel ezelőttieknél. A fizikusok nemrég, szó szerint az elmúlt évtizedben tanultak meg ilyen kísérleteket végezni. Felismerték, hogy a rengeteg különböző reakció között, amelyek akkor fordulnak elő, amikor egy elektron ütközik egy protonnal, van egy különleges reakció - mély virtuális Compton-szórás, - amely elmondhatja nekünk a proton háromdimenziós szerkezetét.
Általánosságban elmondható, hogy a Compton-szórás vagy a Compton-effektus egy foton rugalmas ütközése egy részecskével, például egy protonnal. Ez így néz ki: megérkezik egy foton, egy proton elnyeli, ami rövid időre gerjesztett állapotba kerül, majd visszatér eredeti állapotába, és valamilyen irányban fotont bocsát ki.
A közönséges fényfotonok Compton-szórása nem vezet semmi érdekeshez - ez egyszerűen a fény visszaverődése egy protonról. Ahhoz, hogy a proton belső szerkezete „játékba lépjen”, és a kvarkok eloszlása „érzékelhető” legyen, nagyon nagy energiájú fotonokat kell használni – milliárdszor többet, mint a közönséges fényben. És éppen ilyen fotonokat – bár virtuálisakat – könnyen generál egy beeső elektron. Ha most az egyiket a másikkal kombináljuk, mély virtuális Compton-szórást kapunk (5. ábra).
Ennek a reakciónak az a fő jellemzője, hogy nem pusztítja el a protont. A beeső foton nem csak eltalálja a protont, hanem mintegy óvatosan megtapintja, majd elrepül. A proton szerkezetétől, a benne lévő partonok egymáshoz viszonyított elrendezésétől függ, hogy milyen irányba repül el, és hogy a proton mekkora részét veszi fel belőle az energiának. Éppen ezért ennek a folyamatnak a tanulmányozásával helyreállítható a proton háromdimenziós megjelenése, mintha „szobrát faragnánk”.
Igaz, ezt nagyon nehéz megtenni egy kísérleti fizikusnak. A szükséges folyamat meglehetősen ritkán fordul elő, és nehéz regisztrálni. Az első kísérleti adatokat erről a reakcióról csak 2001-ben szerezték meg a hamburgi DESY német gyorsítókomplexum HERA gyorsítójában; egy új adatsort dolgoznak fel most a kísérletezők. A teoretikusok azonban már ma az első adatok alapján kvarkok és gluonok háromdimenziós eloszlását rajzolják meg a protonban. A kísérletből végre kezdett „kirajzolódni” egy fizikai mennyiség, amelyről a fizikusok korábban csak feltételezéseket fogalmaztak meg.
Várnak ránk váratlan felfedezések ezen a területen? Valószínű, hogy igen. Szemléltetésképpen 2008 novemberében egy érdekes elméleti cikk jelent meg, mely szerint a gyorsan mozgó protonnak nem lapos korongnak, hanem bikonkáv lencsének kell kinéznie. Ez azért történik, mert a proton középső régiójában ülő partonok hosszirányban erősebben összenyomódnak, mint a széleken ülő partonok. Nagyon érdekes lenne ezeket az elméleti előrejelzéseket kísérletileg tesztelni!
Miért érdekes mindez a fizikusok számára?
Miért kell a fizikusoknak pontosan tudniuk, hogyan oszlik el az anyag a protonokon és neutronokon belül?
Először is, ezt maga a fizika fejlődési logikája követeli meg. Számos elképesztően összetett rendszer létezik a világon, amelyekkel a modern elméleti fizika még nem tud teljesen megbirkózni. A hadronok egy ilyen rendszer. A hadronok szerkezetének megértésével az elméleti fizika képességeit csiszoljuk, amelyekről kiderülhet, hogy univerzálisak, és talán valami egészen másban segítenek, például a szupravezetők vagy más, szokatlan tulajdonságokkal rendelkező anyagok tanulmányozásában.
Másodszor, ez közvetlen előnyökkel jár a magfizika számára. Az atommagok tanulmányozásának csaknem évszázados története ellenére a teoretikusok még mindig nem ismerik a protonok és neutronok kölcsönhatásának pontos törvényét.
Ezt a törvényt részben kísérleti adatok alapján kell kitalálniuk, részben a nukleonok szerkezetére vonatkozó ismeretek alapján kell megkonstruálniuk. Itt segítenek a nukleonok háromdimenziós szerkezetére vonatkozó új adatok.
Harmadszor, néhány évvel ezelőtt a fizikusok nem kevesebbet tudtak elérni, mint egy új aggregált anyagállapotot - a kvark-gluon plazmát. Ebben az állapotban a kvarkok nem az egyes protonok és neutronok belsejében ülnek, hanem szabadon járják végig a teljes nukleáris anyagcsomót. Ezt például így lehet elérni: a nehéz atommagokat egy gyorsítóban a fénysebességhez nagyon közeli sebességre felgyorsítják, majd frontálisan ütköznek. Ebben az ütközésben nagyon rövid időre trillió fokos hőmérséklet emelkedik, ami a magokat kvark-gluon plazmává olvasztja. Kiderült tehát, hogy ennek a magolvadéknak az elméleti számításaihoz a nukleonok háromdimenziós szerkezetének alapos ismeretére van szükség.
Végül ezek az adatok nagyon szükségesek az asztrofizikához. Amikor a nehéz csillagok életük végén felrobbannak, gyakran rendkívül kompakt tárgyakat - neutron- és esetleg kvarkcsillagokat - hagynak maguk után. Ezeknek a csillagoknak a magja teljes egészében neutronokból áll, és talán még hideg kvark-gluon plazmából is. Az ilyen csillagokat már régóta felfedezték, de csak sejteni lehet, mi történik bennük. Tehát a kvark eloszlásának megfelelő megértése előrelépéshez vezethet az asztrofizikában.
Ebben a cikkben a kémiában és a fizikában használt protonról, mint elemi részecskéről talál információkat, amely a világegyetem alapját képezi a többi elemével együtt. Meghatározzuk a proton tulajdonságait, kémiai jellemzőit és stabilitását.
Mi az a proton
A proton az elemi részecskék egyik képviselője, amely a barionok közé sorolható, pl. amelyben a fermionok erős kölcsönhatásba lépnek, és maga a részecske 3 kvarkból áll. A proton egy stabil részecske, és saját lendülettel rendelkezik - spin ½. A proton fizikai megnevezése az p(vagy p +)
A proton egy elemi részecske, amely részt vesz a termonukleáris típusú folyamatokban. Ez a fajta reakció az, amely lényegében a csillagok által generált fő energiaforrás az univerzumban. A Nap által felszabaduló energia szinte teljes mennyisége csak 4 proton egy héliummagba való egyesülésének köszönhető, és két protonból egy neutron keletkezik.
A protonban rejlő tulajdonságok
A proton a barionok egyik képviselője. Ez egy tény. A proton töltése és tömege állandó mennyiségek. A proton elektromos töltésű +1, tömegét különböző mértékegységekben határozzák meg, MeV 938.272 0813(58), proton kilogrammban a tömege 1.672 621 898(21) 10 −27 kg, atomtömeg egységekben a proton tömege 1,007 276 466 879(91) a. e.m., és az elektron tömegéhez viszonyítva a proton tömege 1836,152 673 89 (17) az elektronhoz viszonyítva.
A proton, amelynek definícióját fentebb már megadtuk, a fizika szempontjából egy elemi részecske, amelynek vetülete izospin +½, és a magfizika ezt a részecskét ellenkező előjellel érzékeli. Maga a proton egy nukleon, és 3 kvarkból áll (két u kvark és egy d kvark).
A proton szerkezetét kísérletileg tanulmányozta az Amerikai Egyesült Államok atomfizikusa - Robert Hofstadter. E cél elérése érdekében a fizikus protonokat ütköztetett nagy energiájú elektronokkal, leírásáért fizikai Nobel-díjat kapott.
A proton tartalmaz egy magot (nehéz mag), amely a proton elektromos töltésének energiájának körülbelül harmincöt százalékát tartalmazza, és meglehetősen nagy sűrűséggel rendelkezik. A magot körülvevő héj viszonylag kisült. A héj főleg p és p típusú virtuális mezonokból áll, és a proton elektromos potenciáljának körülbelül ötven százalékát hordozza, és körülbelül 0,25 * 10 13 és 1,4 * 10 13 közötti távolságban helyezkedik el. Még tovább, körülbelül 2,5 * 10 13 centiméter távolságban a héj és w virtuális mezonból áll, és tartalmazza a proton elektromos töltésének körülbelül a fennmaradó tizenöt százalékát.
Protonstabilitás és -stabilitás
Szabad állapotban a proton nem mutatja a bomlás jeleit, ami stabilitását jelzi. A proton, mint a barionok legkönnyebb képviselőjének stabil állapotát a barionok számának megmaradásának törvénye határozza meg. Az SBC törvény megsértése nélkül a protonok neutrínókká, pozitronokká és más, könnyebb elemi részecskékké bomlanak le.
Az atommag protonja képes befogni bizonyos típusú K, L, M atomhéjú elektronokat. A proton, miután befejezte az elektronbefogást, neutronná alakul, és ennek eredményeként egy neutrínót szabadít fel, és az elektronbefogás eredményeként kialakult „lyuk” az alatta lévő atomi rétegek feletti elektronokkal töltődik meg.
A nem inerciális referenciakeretekben a protonoknak korlátozott, kiszámítható élettartamot kell elérniük; ez az Unruh-effektusnak (sugárzásnak) köszönhető, amely a kvantumtérelméletben előrejelzi a hősugárzás lehetséges kontemplációját egy referenciakeretben, amely felgyorsul. az ilyen típusú sugárzás hiánya. Így egy proton, ha véges élettartamú, béta-bomláson mehet keresztül pozitronná, neutronná vagy neutrínóvá, annak ellenére, hogy magát az ilyen bomlási folyamatot a ZSE tiltja.
Protonok felhasználása a kémiában
A proton egy H atom, amely egyetlen protonból épül fel, és nincs benne elektron, tehát kémiai értelemben a proton a H atom egyik magja.A protonnal párosított neutron létrehozza az atom magját. Dmitrij Ivanovics Mengyelejev PTCE-jében az elemszám egy adott elem atomjában lévő protonok számát jelzi, az elemszámot pedig az atomtöltés határozza meg.
A hidrogénkationok nagyon erős elektronakceptorok. A kémiában a protonokat főként szerves és ásványi savakból nyerik. Az ionizáció protonok gázfázisú előállításának egyik módja.
Proton (elemi részecske)
A TUDOMÁNY keretein belül működő elemi részecskék térelmélete a FIZIKA által bizonyított alapokon nyugszik:
- Klasszikus elektrodinamika,
- Kvantummechanika (az energiamegmaradás törvényének ellentmondó virtuális részecskék nélkül),
- A megmaradási törvények a fizika alapvető törvényei.
A természetben nem létező elemi részecskék felhasználása, a természetben nem létező alapvető kölcsönhatások kitalálása, vagy a természetben létező kölcsönhatások mesésekkel való helyettesítése, a természet törvényeinek figyelmen kívül hagyása, matematikai manipuláció velük (a tudomány látszatának keltése) - ez a tudományként átadott TÜNDÉRMESE. Ennek eredményeként a fizika becsúszott a matematikai mesék világába. A Standard Modell mesefigurái (gluonos kvarkok), a mesebeli gravitonokkal és a „kvantumelmélet” meséivel együtt már behatoltak a fizika tankönyvekbe – és félrevezetik a gyerekeket, a matematikai meséket valóságként adják át. A becsületes új fizika hívei megpróbáltak ellenállni ennek, de az erők nem voltak egyenlők. Így volt ez egészen 2010-ig, az elemi részecskék térelmélete megjelenése előtt, amikor is a FIZIKA-TUDOMÁNY újjáélesztéséért folytatott küzdelem a valódi tudományos elmélet és a matematikai tündérmesék nyílt konfrontációjának szintjére lépett, amelyek megragadták a hatalmat a fizikában. a mikrovilág (és nem csak).
De az emberiség nem tudott volna a New Physics vívmányairól az internet, a keresőmotorok és az igazság szabad kimondásának lehetősége nélkül az oldal oldalain. Ami a tudományból pénzt hozó kiadványokat illeti, ki olvassa ezeket ma pénzért, amikor az interneten gyorsan és szabadon meg lehet szerezni a szükséges információkat.
1 A proton elemi részecske
2 Amikor a fizika tudomány maradt
3 Proton a fizikában
4 Proton sugara
5 A proton mágneses nyomatéka
6 A proton elektromos tere
- 6.1 Proton elektromos tér a távoli zónában
6.2 A proton elektromos töltései
6.3 Proton elektromos tere a közeli zónában
8 Proton élettartam
9 Az igazság a standard modellről
10 Új fizika: Proton - összefoglaló
Ernest Rutherford 1919-ben nitrogénmagokat alfa-részecskékkel sugározva megfigyelte a hidrogénmagok képződését. Rutherford protonnak nevezte az ütközésből származó részecskét. Az első fényképeket a felhőkamrában lévő protonnyomokról 1925-ben Patrick Blackett készítette. De magukat a hidrogénionokat (amelyek protonok) már jóval Rutherford kísérletei előtt ismerték.
Ma, a 21. században a fizika sokkal többet tud mondani a protonokról.
1 A proton elemi részecske
A fizika fejlődésével a proton szerkezetével kapcsolatos elképzelések megváltoztak.
A fizika kezdetben a protont elemi részecskének tekintette egészen 1964-ig, amikor GellMann és Zweig egymástól függetlenül javasolta a kvark hipotézist.
Kezdetben a hadronok kvarkmodellje csak három hipotetikus kvarkra és azok antirészecskéire korlátozódott. Ez lehetővé tette az akkor ismert elemi részecskék spektrumának helyes leírását, a leptonok figyelembevétele nélkül, amelyek nem illeszkedtek a javasolt modellbe, ezért eleminek ismerték el, a kvarkokkal együtt. Ennek ára a természetben nem létező töredékes elektromos töltések bevezetése volt. Aztán ahogy a fizika fejlődött és új kísérleti adatok váltak elérhetővé, a kvark-modell fokozatosan növekedett és átalakult, és végül a Standard Modell lett.
A fizikusok szorgalmasan kutatnak új hipotetikus részecskék után. A kvarkok keresését kozmikus sugarakban, természetben (mivel töredékes elektromos töltésük nem kompenzálható) és gyorsítókban végezték.
Évtizedek teltek el, a gyorsítók ereje nőtt, és a hipotetikus kvarkok keresésének eredménye mindig ugyanaz volt: A kvarkok NEM találhatók meg a természetben.
Látva a kvark (majd a Standard) modell halálának kilátását, támogatói összeállítottak és az emberiség elé pálmáztak egy mesét, amely szerint egyes kísérletekben kvarkok nyomait is megfigyelték. - Ezt az információt lehetetlen ellenőrizni - a kísérleti adatokat a Standard Modell segítségével dolgozzák fel, és mindig azt adják ki, amire szüksége van. A fizika története tud példákat arra, amikor az egyik részecske helyett egy másik csúszott be - a kísérleti adatok utolsó ilyen manipulálása egy vektormezon mesés Higgs-bozonként való elcsúszása volt, amely állítólag felelős a részecskék tömegéért, de ugyanakkor. az idő nem hozza létre a gravitációs terüket. Ezt a matematikai mesét még a fizikai Nobel-díjjal is elnyerték. Esetünkben tündéri kvarkként csúsztak be egy váltakozó elektromágneses tér állóhullámai, amelyekről elemi részecskék hullámelméleteit írták.
Amikor a standard modell alatti trón ismét meginogni kezdett, támogatói új tündérmesét komponáltak és csúsztattak az emberiségnek a kicsiknek, „Bezártság” néven. Minden gondolkodó ember azonnal látni fogja benne az energiamegmaradás törvényének – a természet alapvető törvényének – megcsúfolását. De a Standard Modell hívei nem akarják látni a VALÓSÁGOT.
2 Amikor a fizika tudomány maradt
Amikor a fizika még tudomány maradt, az igazságot nem a többség véleménye, hanem a kísérlet határozta meg. Ez az alapvető különbség a FIZIKA-TUDOMÁNY és a fizikaként átadott matematikai mesék között.
Minden olyan kísérlet, amely hipotetikus kvarkokat keres(kivéve persze azt, hogy a kísérleti adatok leple alatt megcsúsz a meggyőződésében) világosan megmutatták: NINCS kvark a természetben.
A Standard Modell támogatói most a Standard Modell halálos ítéletévé vált kísérletek eredményét próbálják felváltani kollektív véleményükkel, valóságnak adva át. De akármeddig folytatódik a mese, akkor is lesz vége. A kérdés csak az, hogy ennek mi lesz a vége: a Standard Modell hívei intelligenciát, bátorságot mutatnak, és a kísérletek (vagy inkább: a TERMÉSZET) egyhangú ítélete nyomán változtatnak álláspontjukon, vagy a történelembe vetik őket. egyetemes nevetés Új fizika – a 21. század fizikája, mint a mesemondók, akik megpróbálták becsapni az egész emberiséget. A választás az övék.
Most magáról a protonról.
3 Proton a fizikában
Proton - elemi részecske kvantumszám L=3/2 (spin = 1/2) - barioncsoport, proton alcsoport, elektromos töltés +e (elemi részecskék térelmélete szerinti rendszerezés).
Az elemi részecskék térelmélete szerint (egy tudományos alapokra épülő elmélet, amely az egyetlen, amely megkapta az összes elemi részecske megfelelő spektrumát) a proton egy forgó polarizált váltakozó elektromágneses mezőből áll, állandó komponenssel. A Standard Modell minden megalapozatlan kijelentésének, miszerint a proton állítólag kvarkokból áll, semmi köze a valósághoz. - A fizika kísérletileg bebizonyította, hogy a protonnak van elektromágneses tere, és van gravitációs tere is. A fizika 100 évvel ezelőtt remekül sejtette, hogy az elemi részecskéknek nemcsak elektromágneses terük van, hanem azokból is állnak, de elméletet csak 2010-ig lehetett felállítani. Most, 2015-ben megjelent az elemi részecskék gravitációs elmélete is, amely megállapította a gravitáció elektromágneses természetét, és megkapta az elemi részecskék gravitációs terének a gravitációs egyenletektől eltérő egyenleteit, amelyek alapján több matematikai tündérmese a fizikában épült.
Jelenleg az elemi részecskék térelmélete (a standard modellel ellentétben) nem mond ellent az elemi részecskék szerkezetére és spektrumára vonatkozó kísérleti adatoknak, ezért a fizika a természetben működő elméletnek tekintheti.
A proton elektromágneses terének felépítése(E-állandó elektromos tér, H-konstans mágneses tér, a váltakozó elektromágneses mező sárgával jelölve)
Energiamérleg (a teljes belső energia százalékában):
- állandó elektromos tér (E) - 0,346%,
- állandó mágneses tér (H) - 7,44%,
- váltakozó elektromágneses tér - 92,21%.
A proton elektromos tere két régióból áll: egy pozitív töltésű külső és egy negatív töltésű belső területből. A külső és belső régiók töltéseinek különbsége határozza meg a proton +e teljes elektromos töltését. Kvantálása az elemi részecskék geometriáján és szerkezetén alapul.
És így néznek ki a természetben ténylegesen létező elemi részecskék alapvető kölcsönhatásai:
4 Proton sugara
Az elemi részecskék térelmélete a részecske sugarát (r) a középpont és a maximális tömegsűrűség elérésének pontja közötti távolságként határozza meg. 
Egy proton esetében ez 3,4212 ∙10 -16 m. Ehhez hozzá kell adni az elektromágneses térréteg vastagságát, és megkapjuk a proton által elfoglalt tértartomány sugarát: 
Egy protonnál ez 4,5616 ∙10 -16 m. Így a proton külső határa 4,5616 ∙10 -16 m távolságra van a részecske középpontjától. A tömeg egy kis része az állandóban koncentrálódik A proton elektromos és állandó mágneses tere az elektrodinamika törvényei szerint ezen a sugáron kívül esik.
5 A proton mágneses nyomatéka
A kvantumelmélettel ellentétben az elemi részecskék térelmélete azt állítja, hogy az elemi részecskék mágneses tere nem az elektromos töltések spin-forgása következtében jön létre, hanem az állandó elektromos térrel egyidejűleg, az elektromágneses tér állandó összetevőjeként létezik. Ezért Minden L>0 kvantumszámú elemi részecske állandó mágneses mezővel rendelkezik.
Az elemi részecskék térelmélete nem tekinti anomálisnak a proton mágneses momentumát - annak értékét kvantumszámok halmaza határozza meg annyiban, amennyire a kvantummechanika működik egy elemi részecskében.
Tehát a proton fő mágneses momentumát két áram hozza létre:
- (+) mágneses nyomatékkal +2 (eħ/m 0 s)
- (-) mágneses nyomatékkal -0,5 (eħ/m 0 s)
Amikor a fizika azt feltételezte, hogy az elemi részecskék mágneses momentumait elektromos töltésük spin-forgása hozza létre, megfelelő mértékegységeket javasoltak ezek mérésére: a proton esetében ez eh/2m 0p c (ne felejtsük el, hogy a proton spin értéke 1 /2) az úgynevezett magmagneton. Most az 1/2 elhagyható, mivel nem hordoz szemantikai terhelést, és egyszerűen csak eh/m 0p c.
De komolyan, az elemi részecskék belsejében nincs elektromos áram, hanem vannak mágneses mezők (és nincsenek elektromos töltések, de elektromos mezők vannak). Lehetetlen az elemi részecskék valódi mágneses mezőit árammágneses mezőkkel helyettesíteni (valamint az elemi részecskék valódi elektromos mezőit elektromos töltési mezőkkel), a pontosság elvesztése nélkül - ezek a mezők más jellegűek. Van itt néhány más elektrodinamika – a terepi fizika elektrodinamikája, amelyet még meg kell alkotni, mint maga a terepi fizika.
6 A proton elektromos tere
6.1 Proton elektromos tér a távoli zónában
A fizika ismeretei a proton elektromos mezőjének szerkezetéről a fizika fejlődésével változtak. Kezdetben azt hitték, hogy a proton elektromos tere egy pontszerű elektromos töltés tere +e. Ebben a mezőben a következők lesznek:
lehetséges Egy proton elektromos tere a távoli zóna (A) pontjában (r > > r p) pontosan, az SI rendszerben egyenlő: 
feszültség A távoli zónában (r > > r p) lévő proton elektromos mező E pontja az SI rendszerben egyenlő: 
Ahol n = r/|r| - egységvektor a proton középpontjától a megfigyelési pont irányába (A), r - távolság a proton középpontjától a megfigyelési pontig, e - elemi elektromos töltés, a vektorok félkövérrel vannak szedve, ε 0 - elektromos állandó, r p =Lħ /(m 0~ c ) a proton sugara a térelméletben, L a proton fő kvantumszáma a térelméletben, ħ a Planck-állandó, m 0~ a váltakozó elektromágneses térben lévő tömeg mennyisége. nyugalmi proton, C a fénysebesség. (A GHS rendszerben nincs szorzó. SI szorzó.)
Ezek a matematikai kifejezések helyesek a proton elektromos mezőjének távoli zónájára: r p , de a fizika ekkor azt feltételezte, hogy érvényességük a közeli zónára is kiterjed, 10-14 cm nagyságrendű távolságig.
6.2 A proton elektromos töltései
A 20. század első felében a fizika úgy gondolta, hogy egy protonnak csak egy elektromos töltése van, és ez egyenlő +e-vel.
A kvark hipotézis megjelenése után a fizika azt javasolta, hogy egy proton belsejében nem egy, hanem három elektromos töltés van: két elektromos töltés +2e/3 és egy elektromos töltés -e/3. Összességében ezek a díjak +e-t adnak. Erre azért került sor, mert a fizika azt sugallta, hogy a proton összetett szerkezetű, és két +2e/3 töltésű up kvarkból és egy -e/3 töltésű d kvarkból áll. De a kvarkokat sem a természetben, sem a gyorsítókban semmilyen energiánál nem találták meg, és maradt, hogy létezésüket a hitre alapozzák (ezt a Standard Modell támogatói is megtették), vagy az elemi részecskék más szerkezetét keresték. Ugyanakkor a fizikában folyamatosan felhalmozódtak az elemi részecskékről szóló kísérleti információk, és amikor felhalmozódtak eléggé ahhoz, hogy átgondoljuk a történteket, megszületett az elemi részecskék térelmélete.
Az elemi részecskék térelmélete szerint az L>0 kvantumszámú elemi részecskék, mind a töltött, mind a semleges, állandó elektromos terét a megfelelő elemi részecske elektromágneses terének állandó összetevője hozza létre(nem az elektromos töltés az elektromos tér kiváltó oka, ahogy a fizika hitte a XIX. században, hanem az elemi részecskék elektromos tere olyan, hogy megfelel az elektromos töltések mezőinek). Az elektromos töltés mezője pedig a külső és a belső félteke közötti aszimmetria jelenléte eredményeként keletkezik, ellentétes előjelű elektromos mezőket generálva. A töltött elemi részecskéknél a távoli zónában elemi elektromos töltés mezője keletkezik, az elektromos töltés előjelét pedig a külső félteke által keltett elektromos tér előjele határozza meg. A közeli zónában ez a mező összetett szerkezetű és dipólus, de nincs dipólusmomentuma. Ennek a mezőnek a ponttöltések rendszereként való hozzávetőleges leírásához legalább 6 „kvarkra” van szükség a protonon belül - pontosabb lesz, ha 8 „kvarkot” veszünk. Nyilvánvaló, hogy az ilyen „kvarkok” elektromos töltései teljesen eltérnek attól, amit a standard modell (a kvarkjaival együtt) gondol.
Az elemi részecskék térelmélete megállapította, hogy a proton, mint bármely más pozitív töltésű elemi részecske, megkülönböztethető. két elektromos töltés és ennek megfelelően két elektromos sugár:
- a külső állandó elektromos tér elektromos sugara (töltés q + =+1,25e) - r q+ = 4,39 10 -14 cm,
- a belső állandó elektromos tér elektromos sugara (töltés q - = -0,25e) - r q- = 2,45 10 -14 cm.
Az egyes elemi részecskék elektromos sugarainak értékei egyediek, és az L térelméletben szereplő főkvantumszám, a nyugalmi tömeg értéke, a váltakozó elektromágneses térben (ahol a kvantummechanika működik) lévő energia százaléka határozza meg. ) és az elemi részecske elektromágneses terének állandó komponensének szerkezete (ugyanaz minden elemi részecskére, ahol az L főkvantumszám adja meg), külső állandó elektromos teret generálva. Az elektromos sugár a kerületen egyenletesen elosztott elektromos töltés átlagos helyét jelzi, és hasonló elektromos teret hoz létre. Mindkét elektromos töltés ugyanabban a síkban (az elemi részecske váltakozó elektromágneses terének forgási síkjában) fekszik, és közös középpontjuk van, amely egybeesik az elemi részecske váltakozó elektromágneses terének forgásközéppontjával.
6.3 Proton elektromos tere a közeli zónában
Az elemi részecskén belüli elektromos töltések nagyságának és elhelyezkedésének ismeretében meg lehet határozni az általuk létrehozott elektromos teret.
A közeli zónában lévő proton elektromos tere (r~r p) az SI rendszerben vektorösszegként megközelítőleg egyenlő:
Ahol n+ = r +/|r + | - egységvektor a protontöltés q + közeli (1) vagy távoli (2) pontjából a megfigyelési pont (A) irányába, n- = r-/|r - | - egységvektor a q protontöltés közeli (1) vagy távoli (2) pontjától - a megfigyelési pont irányába (A), r - a proton középpontja és a megfigyelési pont vetülete közötti távolság a protonsík, q + - külső elektromos töltés +1,25e, q - - belső elektromos töltés -0,25e, a vektorok félkövérrel vannak kiemelve, ε 0 - elektromos állandó, z - a megfigyelési pont magassága (A) (távolság a megfigyelési pont a protonsíkra), r 0 - normalizációs paraméter. (A GHS rendszerben nincs szorzó. SI szorzó.)
Ez a matematikai kifejezés vektorok összege, és a vektorösszeadás szabályai szerint kell kiszámítani, mivel ez két elosztott elektromos töltés mezője (+1,25e és -0,25e). Az első és a harmadik kifejezés a töltések közeli pontjainak felel meg, a második és a negyedik a távolinak. Ez a matematikai kifejezés nem működik a proton belső (gyűrűs) régiójában, létrehozva a konstans mezőit (ha két feltétel egyidejűleg teljesül: ħ/m 0~ c
Elektromos tér potenciál proton a közeli zóna (A) pontjában (r~r p), az SI rendszerben megközelítőleg egyenlő:
Ahol r 0 egy normalizáló paraméter, amelynek értéke eltérhet az E képletben szereplő r 0-tól. (Az SGS rendszerben nincs SI-szorzó.) Ez a matematikai kifejezés nem működik a proton belső (gyűrűs) régiójában konstans mezőit generálja (két feltétel egyidejű végrehajtásával: ħ/m 0~ c
Az r 0 kalibrálását mindkét közeli mező kifejezésre az állandó protontereket generáló régió határán kell elvégezni.
7 Proton nyugalmi tömeg
A klasszikus elektrodinamika és az Einstein-képlet szerint az L>0 kvantumszámú elemi részecskék nyugalmi tömegét, beleértve a protont is, elektromágneses mezőik energiájának megfelelőjeként határozzuk meg: 
ahol a határozott integrált egy elemi részecske teljes elektromágneses tere átveszi, E az elektromos térerősség, H a mágneses térerősség. Itt figyelembe veszik az elektromágneses tér összes összetevőjét: állandó elektromos tér, állandó mágneses tér, váltakozó elektromágneses tér. Ez a kicsi, de a fizika szempontjából igen nagy kapacitású képlet, amely alapján az elemi részecskék gravitációs mezejének egyenleteit levezetik, nem egy mesebeli „elméletet” küld majd a hulladékkupacba – ezért néhány szerzőjük. utálom.
Amint a fenti képletből következik, a proton nyugalmi tömegének értéke attól függ, hogy a proton milyen körülmények között helyezkedik el. Így ha egy protont állandó külső elektromos térbe (például atommagba) helyezünk, akkor hatással leszünk az E 2-re, ami befolyásolja a proton tömegét és stabilitását. Hasonló helyzet áll elő, ha egy protont állandó mágneses térbe helyezünk. Ezért az atommagban lévő proton egyes tulajdonságai eltérnek a szabad proton tulajdonságaitól vákuumban, távol a mezőktől.
8 Proton élettartam
A fizika által meghatározott proton élettartam egy szabad protonnak felel meg.
Az elemi részecskék térelmélete azt állítja az elemi részecske élettartama attól függ, hogy milyen körülmények között helyezkedik el. Ha egy protont külső térbe (például elektromosba) helyezünk, megváltoztatjuk az elektromágneses mezőjében lévő energiát. A külső mező előjelét úgy választhatja meg, hogy a proton belső energiája növekedjen. A külső térerősségnek olyan értéket lehet kiválasztani, hogy a proton neutronná, pozitronná és elektronneutrínóvá bomlik, és ezért a proton instabillá válik. Pontosan ez figyelhető meg az atommagokban, amelyekben a szomszédos protonok elektromos tere kiváltja az atommag protonjának bomlását. Ha további energiát juttatunk az atommagba, a protonbomlás alacsonyabb külső térerősség mellett megindulhat.
Egy érdekes tulajdonság: az atommagban lévő proton bomlása során az atommag elektromágneses mezőjében az elektromágneses mező energiájából pozitron születik - az „anyagból” (proton) „antianyag” (pozitron) születik. !!! és ez senkit sem lep meg.
9 Az igazság a standard modellről
Most ismerkedjünk meg azzal az információval, amelyet a Standard Modell támogatói nem engednek közzétenni olyan „politikailag korrekt” oldalakon (például a világ Wikipédiáján), amelyeken az Új Fizika ellenzői kíméletlenül törölhetik (vagy torzíthatják) a támogatók információit. az Új Fizika, amelynek eredményeként az IGAZSÁG a politika áldozatává vált:
1964-ben Gellmann és Zweig egymástól függetlenül felvetett egy hipotézist a kvarkok létezésére, amelyből véleményük szerint a hadronok állnak. Az új részecskéket a természetben nem létező töredékes elektromos töltéssel ruházták fel.
A leptonok NEM illeszkedtek ebbe a Quark-modellbe, amely később a Standard Modell-be nőtt, és ezért valóban elemi részecskéknek ismerték el.
A kvarkok hadronban való kapcsolatának magyarázatához az erős kölcsönhatás természetében való létezését és hordozóit, a gluonokat feltételezték. A gluonok, amint az a kvantumelméletben várható volt, egység spinnel, a részecske és az antirészecske azonosságával és nulla nyugalmi tömeggel voltak felruházva, mint egy foton.
A valóságban a természetben nem a hipotetikus kvarkok erős kölcsönhatása van, hanem a nukleonok nukleáris erői – és ezek különböző fogalmak.
50 év telt el. Kvarkokat soha nem találtak a természetben, és egy új matematikai tündérmesét találtak ki számunkra, „Bezártság” néven. A gondolkodó ember könnyen láthatja benne a természet alapvető törvényének - az energiamegmaradás törvényének - nyilvánvaló figyelmen kívül hagyását. De gondolkodó ember ezt megteszi, és a mesemondók megkapták a nekik megfelelő ürügyet.
Gluonokat szintén NEM találtak a természetben. A helyzet az, hogy a természetben csak a vektormezonok (és a mezonok gerjesztett állapotai közül még egy) rendelkezhetnek egységnyi spinnel, de minden vektormezonnak van antirészecskéje. - Ezért A vektormezonok nem alkalmasak „gluonok” jelöltjeire. A mezonok első kilenc gerjesztett állapota megmarad, de közülük 2 ellentmond magának a Standard Modellnek, és a Standard Modell nem ismeri fel létezésüket a természetben, a többit pedig jól tanulmányozta a fizika, és nem lesz lehetséges továbbadni őket. mint mesés gluonok. Van még egy utolsó lehetőség: egy leptonpár (müonok vagy tau leptonok) kötött állapotának átadása gluonként – de még ez is kiszámítható a bomlás során.
Így, A természetben szintén nincsenek gluonok, ahogy a kvarkok és a fiktív erős kölcsönhatás sem a természetben..
Ön azt hiszi, hogy a Standard Modell hívei ezt nem értik – még mindig értik, de csak csúnya beismerni annak a tévedését, amit évtizedek óta csinálnak. Ezért látunk új matematikai tündérmeséket (füzér „elmélet” stb.).
10 Új fizika: Proton – összefoglaló
A cikk fő részében nem beszéltem részletesen a tündérkvarkokról (tündér gluonokkal), mivel NEM léteznek a természetben, és nincs értelme (feleslegesen) mesékkel teletömni a fejét - és az alapvető elemek nélkül. az alap: kvarkok gluonokkal, a standard modell összeomlott - a fizikában való dominanciájának ideje ELKÉSZÜLT (lásd Standard Modell).
Az elektromágnesesség természetben elfoglalt helyét ameddig csak akarja, figyelmen kívül hagyhatja (minden lépésnél találkozva vele: fény, hősugárzás, elektromosság, televízió, rádió, telefonkommunikáció, beleértve a cellát, az internet, amelyek nélkül az emberiség nem tudott volna a Field Theory elemi részecskék létezése, ...), és továbbra is új meséket találjanak ki a csődbe ment mesék helyére, tudománynak adva azokat; jobb felhasználásra méltó kitartással folytathatja a Standard Modell és a Kvantumelmélet betanult TALESeinek ismétlését; de az elektromágneses mezők a természetben voltak, vannak, lesznek és jól működnek a mesebeli virtuális részecskék, valamint az elektromágneses mezők által létrehozott gravitáció nélkül, de a meséknek van egy születési ideje, és egy olyan időszak, amikor megszűnik befolyásolni az embereket. Ami a természetet illeti, NEM törődik a mesékkel vagy az ember bármely más irodalmi tevékenységével, még akkor sem, ha ezekért a fizikai Nobel-díjat ítélik oda. A természet úgy épül fel, ahogyan fel van építve, és a FIZIKA-TUDOMÁNY feladata ennek megértése és leírása.
Most egy új világ nyílt meg előtted - a dipólusmezők világa, amelynek létezését a 20. század fizikája nem is sejtette. Láttad, hogy egy protonnak nem egy, hanem két elektromos töltése (külső és belső) és két megfelelő elektromos sugara van. Láttad, miből áll a proton nyugalmi tömege, és hogy a képzeletbeli Higgs-bozon nem működött (a Nobel-bizottság döntései még nem természeti törvények...). Ezenkívül a tömeg és az élettartam nagysága függ attól a mezőtől, amelyben a proton található. Az, hogy egy szabad proton stabil, nem jelenti azt, hogy mindig és mindenhol stabil marad (az atommagokban protonbomlás figyelhető meg). Mindez túlmutat azokon a fogalmakon, amelyek a huszadik század második felében uralták a fizikát. - A 21. század fizikája – Az új fizika az anyagismeret új szintjére lép, és új érdekes felfedezések várnak ránk.
Vlagyimir Gorunovics
