cyfrinachau proton. Nid yw oedran a maint yn hysbys eto

Mae'n hysbys bod tri chwarc mewn proton. Mewn gwirionedd, mae ei strwythur yn fwy cymhleth (1), ac nid yw ychwanegu gluons sy'n clymu cwarciau at ei gilydd yn ddiwedd y mater. Mae'r proton yn cael ei ystyried yn fôr gwirioneddol o cwarciau a hynafiaethwyr yn mynd a dod, sy'n rhyfedd i ronyn mor sefydlog o fater.

Hyd yn ddiweddar, nid oedd hyd yn oed union faint y proton yn hysbys. Am gyfnod hir, roedd gan ffisegwyr werth o 0,877. ffemtomedr (fm, lle mae'r femtomedr yn hafal i 100 cwintiwn metr). Yn 2010, cynhaliodd tîm rhyngwladol arbrawf newydd yn Sefydliad Paul Scherrer yn y Swistir a chael gwerth ychydig yn is o 0,84 fm. Yn 2017, cyfrifodd ffisegwyr yr Almaen, yn seiliedig ar eu mesuriadau, radiws proton o 0,83 fm ac, yn ôl y disgwyl gyda chywirdeb y gwall mesur, byddai'n cyfateb i werth 0,84 fm a gyfrifwyd yn 2010 yn seiliedig ar yr ymbelydredd hydrogen muonic "egsotig ."

Ddwy flynedd yn ddiweddarach, croeswiriodd grŵp arall o wyddonwyr a oedd yn gweithio yn yr Unol Daleithiau, yr Wcrain, Rwsia ac Armenia, a ffurfiodd y tîm PRad yn Labordy Jefferson yn Virginia, y mesuriadau â arbrawf newydd ar wasgaru protonau ar electronau. Cafodd y gwyddonwyr y canlyniad - 0,831 femtomedr. Nid yw awduron y papur Natur ar hyn yn credu bod y broblem wedi'i datrys yn llwyr. Dyma ein gwybodaeth am y gronyn, sef "sail" mater.

Rydym yn dweud hynny’n glir proton - gronyn isatomig sefydlog o'r grŵp o faryonau â gwefr o +1 a màs gorffwys o tua 1 uned. Niwcleonau yw protonau a niwtronau , elfennau o niwclysau atomig . Mae nifer y protonau yng nghnewyllyn atom penodol yn hafal i'w rif atomig, sef y sail ar gyfer trefnu'r elfennau yn y tabl cyfnodol. Dyma brif gydran pelydrau cosmig cynradd. Yn ôl y Model Safonol, mae'r proton yn gronyn cymhleth a ddosberthir fel hadronau, neu'n fwy manwl gywir, baryonau. yn cynnwys tri chwarc – dau i fyny cwarc “u” ac un i lawr “d” wedi'u rhwymo gan y rhyngweithiad cryf a drosglwyddir gan gluons.

Yn ôl y canlyniadau arbrofol diweddaraf, os yw proton yn dadfeilio, yna mae oes gyfartalog y gronyn hwn yn fwy na 2,1 · 1029 o flynyddoedd. Yn ôl y Model Safonol, ni all y proton, fel y baryon ysgafnaf, bydru'n ddigymell. Mae damcaniaethau unedig mawreddog heb eu profi fel arfer yn rhagfynegi dadfeiliad y proton gydag oes o 1 x 1036 o flynyddoedd o leiaf. Gellir trosi'r proton, er enghraifft, yn y broses o ddal electronau. Nid yw'r broses hon yn digwydd yn ddigymell, ond dim ond o ganlyniad darparu egni ychwanegol. Mae'r broses hon yn gildroadwy. Er enghraifft, wrth wahanu niwtron beta yn troi'n broton. Mae niwtronau rhydd yn dadfeilio'n ddigymell (hyd oes tua 15 munud), gan ffurfio proton.

Yn ddiweddar, mae arbrofion wedi dangos bod protonau a'u cymdogion y tu mewn i gnewyllyn atom. niwtronau ymddangos yn llawer mwy nag y dylent fod. Mae ffisegwyr wedi llunio dwy ddamcaniaeth gystadleuol sy'n ceisio esbonio'r ffenomen hon, ac mae cynigwyr y naill yn credu bod y llall yn anghywir. Am ryw reswm, mae protonau a niwtronau y tu mewn i niwclysau trwm yn ymddwyn fel pe baent yn llawer mwy na phan oeddent y tu allan i'r niwclews. Mae gwyddonwyr yn ei alw'n effaith EMC o Gydweithrediad Muon Ewropeaidd, y grŵp a ddarganfuodd yn ddamweiniol. Mae hyn yn groes i'r rhai presennol.

Mae'r ymchwilwyr yn awgrymu bod y cwarciau sy'n ffurfio niwcleonau yn rhyngweithio â chwarcau eraill o brotonau a niwtronau eraill, gan ddinistrio'r waliau sy'n gwahanu'r gronynnau. Quarks sy'n ffurfio un proton i cwarciau gan ffurfio proton arall, maent yn dechrau meddiannu'r un lle. Mae hyn yn achosi i brotonau (neu niwtronau) ymestyn ac niwlio. Maent yn tyfu'n gryf iawn, er mewn cyfnod byr iawn o amser. Fodd bynnag, nid yw pob ffisegydd yn cytuno â'r disgrifiad hwn o'r ffenomen. Felly mae'n ymddangos nad yw bywyd cymdeithasol proton mewn cnewyllyn atomig yn llai dirgel na'i oedran a'i faint.