A proton három részből áll, kettőből felfelé kettőből és egy lefelé kvarkból… és a gluonokból, amelyekben ez a három kvark kicserélődik, így működik az erős (nukleáris) erő, hogy megakadályozzák őket a kiszabadulástól.
A protonvilága egy teljesen kvantum, tehát csupán egy maroknyi szám jellemzi spinjét (technikai kifejezés, nem szabad összekeverni a mindennapi angol szóval; a proton spinje 1/2), elektromos töltés (+1 e, vagy 1,602176487 (40) × 10-19 C), izospin (szintén 1/2) és paritás (+1). Ezek a tulajdonságok közvetlenül a proton részek, a három kvark tulajdonságaiból származnak; például a felfelé irányuló kvarc elektromos töltése +2/3 e, a lefelé -1/3 e elektromos töltése pedig +1 e. Egy másik példa, a színes töltés: a proton színtöltése nulla, de annak alkotó három kvarkja nem tartalmaz nulla színű töltöttséget - az egyik kék, egy vörös és egy zöld, melynek összege 'nulláig (természetesen a színtöltöttségnek semmi köze sincs azokhoz a színekhez, amelyeket te és én a szemünkkel látunk!).
Murray Gell-Mann és George Zweig 1964-ben önállóan állt elő azzal a gondolattal, hogy a proton részei kvarkok (bár csak évekkel később érkeztek ilyen bizonyítékok az ilyen alkatrészek létezésére). Gell-Mann később megkapta a fizikai Nobel-díjat, és az alapvető részecskékkel kapcsolatos egyéb munkákért (Zweignek még nem kapott Nobel-t).
Az erős kölcsönhatást (vagy erőteljes nukleáris erőt) leíró kvantumelmélet a kvantum-kromodinamika, röviden a QCD (részben a kvarkok „színeinek” elnevezése), és ez magyarázza, miért van a protonnak olyan tömege, mint amilyen. Látja, a felemelkedő kvarc tömege körülbelül 2,4 MeV (megaelektron volt; a részecskefizikusok mérik a tömeget MeV / c-ben)2), és a downs körülbelül 4,8 MeV. A gluonok, mint a fotonok, tömeg nélküliek, tehát a proton tömegének kb. 9,6 MeV-nak (= 2 x 2,4 + 4,8) kell lennie, igaz? De valójában ez 938 MeV! A QCD ezt a hatalmas különbséget a proton belsejében levő QCD vákuum energiájával magyarázza; alapvetően a kvarkok és gluonok szüntelen kölcsönhatásainak önenergiája.
További olvasat: Az RHIC fizikája (Brookhaven National Lab), Hogyan tartják a protonok és a neutronok egy atommagban? És alapvetőek-e a protonok és a neutronok? (a részecske kaland) három jó hely, ahova el lehet menni!
Az Űrmagazin néhány protonrészekre vonatkozó cikke a következő: Végső detektor a helyzeten a nagy hadron ütközőnél, a Tejút során felfedezett deutérium rejtett áruházai, és az új tanulmány megállapítja, hogy az alapvető erő az idő múlásával nem változott.
Két csillagászat olyan epizódja, amelyet nem akarsz hiányozni, a proton részeknél: Az Erős és Gyenge Nukleáris Erők és az Atom.
Forrás:
Chem4Kids
Wikipedia
