rahasia proton. Umur dan ukuran belum diketahui
Diketahui bahwa ada tiga quark dalam sebuah proton. Faktanya, strukturnya lebih rumit (1), dan penambahan gluon yang mengikat quark bukanlah akhir dari masalah. Proton dianggap sebagai lautan quark dan antiquark yang datang dan pergi, yang aneh untuk partikel materi yang stabil.
Sampai saat ini, bahkan ukuran pasti dari proton tidak diketahui. Untuk waktu yang lama, fisikawan memiliki nilai 0,877. pengukur meter (fm, di mana femtometer sama dengan 100 triliun meter). Pada tahun 2010, sebuah tim internasional melakukan percobaan baru di Institut Paul Scherrer di Swiss dan mendapatkan nilai yang sedikit lebih rendah yaitu 0,84 fm. Pada tahun 2017, fisikawan Jerman, berdasarkan pengukuran mereka, menghitung jari-jari proton 0,83 fm dan, seperti yang diharapkan dengan akurasi kesalahan pengukuran, itu akan sesuai dengan nilai 0,84 fm yang dihitung pada tahun 2010 berdasarkan "radiasi hidrogen muonik" yang eksotis. ."
Dua tahun kemudian, sekelompok ilmuwan lain yang bekerja di AS, Ukraina, Rusia, dan Armenia, yang membentuk tim PRad di Lab Jefferson di Virginia, memeriksa silang pengukuran dengan eksperimen baru tentang hamburan proton pada elektron. Para ilmuwan menerima hasil 0,831 femtometer. Penulis artikel tentang hal ini di Nature tidak percaya bahwa masalahnya telah terpecahkan sepenuhnya. Inilah pengetahuan kita tentang partikel yang merupakan “dasar” materi.
Kami dengan jelas mengatakan itu proton - partikel subatomik stabil dari kelompok baryon dengan muatan +1 dan massa diam sekitar 1 unit. Proton dan neutron adalah nukleon, unsur inti atom. Jumlah proton dalam inti atom sama dengan nomor atomnya, yang merupakan dasar untuk mengurutkan unsur-unsur dalam tabel periodik. Mereka adalah komponen utama sinar kosmik primer. Menurut Model Standar, proton adalah partikel kompleks yang diklasifikasikan sebagai hadron, atau lebih tepatnya, baryon. terdiri dari tiga quark – dua kuark “u” ke atas dan satu kuark “d” ke bawah, dihubungkan melalui interaksi kuat yang ditransmisikan oleh gluon.
Menurut hasil eksperimen terbaru, jika sebuah proton meluruh, maka masa hidup rata-rata partikel ini melebihi 2,1 · 1029 tahun. Menurut Model Standar, proton, sebagai baryon paling ringan, tidak dapat meluruh secara spontan. Teori grand unified yang belum teruji biasanya memprediksi peluruhan proton dengan masa hidup minimal 1 x 1036 tahun. Proton dapat diubah, misalnya, dalam proses penangkapan elektron. Proses ini tidak terjadi secara spontan, tetapi hanya sebagai akibat dari memberikan energi ekstra. Proses ini reversibel. Misalnya, saat berpisah beta neutron berubah menjadi proton. Neutron bebas meluruh secara spontan (masa hidup sekitar 15 menit), membentuk proton.
Baru-baru ini, percobaan telah menunjukkan bahwa proton dan tetangganya berada di dalam inti atom. neutron tampak jauh lebih besar dari yang seharusnya. Fisikawan telah datang dengan dua teori bersaing mencoba untuk menjelaskan fenomena ini, dan pendukung masing-masing percaya yang lain salah. Untuk beberapa alasan, proton dan neutron di dalam inti berat berperilaku seolah-olah mereka jauh lebih besar daripada ketika mereka berada di luar inti. Para ilmuwan menyebutnya efek EMC dari European Muon Collaboration, kelompok yang secara tidak sengaja menemukannya. Ini merupakan pelanggaran terhadap yang sudah ada.
Para peneliti menyarankan bahwa quark yang membentuk nukleon berinteraksi dengan quark lain dari proton dan neutron lain, menghancurkan dinding yang memisahkan partikel. Quark yang membentuk satu proton i quark membentuk proton lain, mereka mulai menempati tempat yang sama. Hal ini menyebabkan proton (atau neutron) meregang dan kabur. Mereka tumbuh sangat kuat, meskipun dalam waktu yang sangat singkat. Namun, tidak semua fisikawan setuju dengan deskripsi fenomena ini. Jadi tampaknya kehidupan sosial sebuah proton dalam inti atom tidak kalah misteriusnya dengan usia dan ukurannya.
