Ядро протондордон, нейтрондордон турат. Бордун моделинде электрондор Жердин Күндү айлануусу сыяктуу тегерек орбиталарда ядронун айланасында кыймылдашат. Электрондор бул деңгээлдердин ортосунда кыймылдай алат жана алар кыймылдаганда фотонду жутуп же фотонду чыгарышат. Протондун көлөмү кандай жана ал эмне?
Көрүнүүчү Ааламдын негизги курулуш материалы
Протон көзгө көрүнгөн ааламдын негизги курулуш материалы, бирок анын заряд радиусу жана аномалдуу магниттик моменти сыяктуу көптөгөн касиеттери жакшы түшүнүлө элек. протон деген эмне? Бул оң электрдик заряды бар субатомдук бөлүкчө. Жакынкы убакка чейин протон эң кичинекей бөлүкчө деп эсептелчү. Бирок жаңы технологиялардын урматында протондордо андан да кичинекей элементтерди, кварк деп аталган бөлүкчөлөрдү, заттын чыныгы негизги бөлүкчөлөрүн камтый тургандыгы белгилүү болду. Туруксуз нейтрондун натыйжасында протон пайда болушу мүмкүн.
Заряддоо
Протон кандай электр зарядына ээ? Ал+1 элементардык зарядга ээ, ал "е" тамгасы менен белгиленет жана 1874-жылы Джордж Стоуни тарабынан ачылган. Протондун оң заряды (же 1е) болсо, электрондун терс заряды (-1 же -е), ал эми нейтрондун заряды такыр жок жана аны 0e деп белгилөөгө болот. 1 элементардык заряд 1,602 × 10 -19 кулонго барабар. Кулон - электрдик заряддын бир түрү жана секундасына туруктуу ташылган бир амперге барабар.
Протон деген эмне?
Сиз тийип, сезе турган нерселердин баары атомдордон турат. Атомдун борборундагы бул кичинекей бөлүкчөлөрдүн көлөмү абдан кичинекей. Атомдун салмагынын көбүн түзгөнү менен, алар дагы эле өтө кичинекей. Чындыгында, бир атом футбол талаасынын чоңдугунда болсо, анын ар бир протону кумурсканын чоңдугунда гана болмок. Протондор атомдордун ядролору менен чектелбеши керек. Протондор атомдук ядролордун сыртында болгондо, окшош шарттарда нейтрондукуна окшош кызыктуу, таң калыштуу жана потенциалдуу коркунучтуу касиеттерге ээ болушат.
Бирок протондор кошумча касиетке ээ. Алар электрдик зарядды алып жүргөндүктөн, алар электр же магнит талаасы тарабынан тездетилиши мүмкүн. Жогорку ылдамдыктагы протондор жана аларды камтыган атомдук ядролор күн күйгөндө көп санда бөлүнүп чыгат. Бөлүкчөлөр Жердин магнит талаасы тарабынан тездетип, геомагниттик бороондор деп аталган ионосфералык баш аламандыктарды жаратат.
Протондордун саны, өлчөмү жана массасы
Протондордун саны ар бир атомду уникалдуу кылат. Мисалы, кычкылтекте алардын сегизи, суутекте бир гана, алтында 79у бар. Бул сан элементтин өздүгүнө окшош. Атомдун протондорунун санын билүү менен сиз атом жөнүндө көп нерсени биле аласыз. Ар бир атомдун ядросунда болгон бул субатомдук бөлүкчө элементтин электронуна барабар жана ага карама-каршы келген оң электрдик зарядга ээ. Эгер ал изоляцияланган болсо, анын массасы 1,673-27 kg гана болмок, бул нейтрондун массасынан бир аз азыраак.
Элементтин ядросундагы протондордун саны атомдук номер деп аталат. Бул сан ар бир элементке өзүнүн өзгөчөлүгүн берет. Белгилүү бир элементтин атомдорунда ядродогу протондордун саны дайыма бирдей болот. Жөнөкөй суутек атомунун ядросу бар, ал болгону 1 протондон турат. Бардык башка элементтердин ядролору дээрлик дайыма протондордон тышкары нейтрондорду камтыйт.
Протон канчалык чоң?
Эч ким так билбейт жана бул көйгөй. Эксперименттерде протондун өлчөмүн алуу үчүн модификацияланган суутек атомдору колдонулган. Бул чоң кесепеттери бар субатомдук сыр. Физиктер протондун өлчөмүн өлчөө өтө кичинекей деп жарыялагандан алты жыл өткөндөн кийин, илимпоздор дагы эле чыныгы өлчөмүн так билишпейт. Көбүрөөк маалымат пайда болгон сайын сыр тереңдейт.
Протондор атомдордун ядросунун ичиндеги бөлүкчөлөр. Көп жылдар бою протондун радиусу болжол менен 0,877 фемтометрде белгиленген. Бирок 2010-жылы Квант институтунан Рандольф Полаларды оптика. Германиянын Гарчинг шаарындагы Макс Планк жаңы өлчөө ыкмасын колдонуу менен коркунучтуу жооп алды.
Команда электронду мюон деп аталган оор бөлүкчөлөргө которуу менен суутек атомунун бир протонун, бир электрон курамын өзгөрттү. Андан кийин алар бул өзгөртүлгөн атомду лазер менен алмаштырышты. Алардын энергетикалык деңгээлдериндеги өзгөрүүнү өлчөө алардын протон ядросунун өлчөмүн эсептөөгө мүмкүндүк берди. Алардын таң калыштуусу, бул башка ыкмалар менен өлчөнгөн салттуу мааниден 4% аз чыкты. Рэндольфтун эксперименти ошондой эле жаңы ыкманы дейтерийге - өз ядросунда бир протон жана бир нейтронго ээ, жалпысынан дейтерон деп аталган суутек изотопуна карата колдонгон. Бирок дейтрондун өлчөмүн так эсептөө үчүн көп убакыт талап кылынды.
Жаңы эксперименттер
Жаңы маалыматтар протон радиусу көйгөйү сакталып жатканын көрсөтүүдө. Рандольф Полдун жана башкалардын лабораториясында дагы бир нече эксперименттер жүрүп жатат. Кээ бирлери гелий сыяктуу оор атомдук ядролордун өлчөмүн өлчөө үчүн ошол эле мюон ыкмасын колдонушат. Башкалары бир эле учурда мюондордун жана электрондордун чачырандыларын өлчөйт. Павел күнөөлүү протондун өзү эмес, Ридберг константасынын туура эмес өлчөөсү болушу мүмкүн деп шектенүүдө, бул дүүлүккөн атом чыгарган жарыктын толкун узундуктарын сүрөттөгөн сан. Бирок бул константа башка так эксперименттер аркылуу жакшы белгилүү.
Дагы бир түшүндүрмөдө протон менен мюондун электрон менен болгон байланышын өзгөртпөстөн күтүүсүз өз ара аракеттешүүлөрдү пайда кылган жаңы бөлүкчөлөр сунушталат. Бул баш катырма физиканын стандарттык моделинен тышкары алып барат дегенди билдирет.бөлүкчөлөр. "Эгерде келечекте кимдир бирөө стандарттуу моделден тышкары бир нерсени таап алса, анда ал болот" дейт Пабыл, адегенде кичине дал келбестик менен, андан кийин дагы башка, акырындык менен монументалдуу өзгөрүүнү жаратат. Протондун чыныгы өлчөмү кандай? Жаңы жыйынтыктар физиканын негизги теориясына шек келтирет.
Учуу жолуна протон радиусунун таасирин эсептөө менен изилдөөчүлөр протон бөлүкчөсүнүн радиусун болжолдой алышты, ал 0,84184 фемтометрди түздү. Буга чейин бул көрсөткүч 0,8768ден 0,897 фемтометрге чейин болгон. Мындай кичинекей өлчөмдөрдү эске алганда, ар дайым ката кетирүүгө орун бар. Бирок, 12 жыл талыкпай эмгектенгенден кийин бригаданын мучелеру ездерунун елчее-лерунун тактыгына ишенишет. Теория бир аз оңдоолорду талап кылышы мүмкүн, бирок кандай жооп болбосун, физиктер бул оор тапшырманы аткарууда көпкө чейин баштарын тырмап коюшат.
