протоны нууц. Нас, хэмжээ тодорхойгүй хэвээр байна

Протонд гурван кварк байдгийг сайн мэддэг. Үнэн хэрэгтээ түүний бүтэц нь илүү төвөгтэй (1) бөгөөд кваркуудыг хооронд нь холбодог глюонуудыг нэмснээр энэ асуудал дуусахгүй. Протоныг кварк ба антикваркуудын жинхэнэ далай гэж үздэг бөгөөд энэ нь материйн ийм тогтвортой бөөмийн хувьд хачирхалтай юм.

Саяхныг хүртэл протоны яг хэмжээ нь тодорхойгүй байсан. Удаан хугацааны туршид физикчид 0,877 гэсэн утгатай байсан. фемтометр (fm, энд фемтометр нь 100 квинтиллион метртэй тэнцүү). 2010 онд олон улсын баг Швейцарийн Пол Шеррерийн хүрээлэнд шинэ туршилт хийж, 0,84 фм-ээс арай бага утгыг авсан. 2017 онд Германы физикчид өөрсдийн хэмжилтийн үндсэн дээр протоны радиусыг 0,83 фм-ийн тооцоолсон бөгөөд хэмжилтийн алдааны нарийвчлалтайгаар хүлээгдэж буйгаар энэ нь чамин "муон устөрөгчийн цацрагт үндэслэн 0,84 онд тооцоолсон 2010 фм-ийн утгатай тохирч байна. ."

Хоёр жилийн дараа АНУ, Украйн, Орос, Арменид ажиллаж байсан өөр нэг хэсэг эрдэмтэд Виржиниа дахь Жефферсоны лабораторид PRad багийг бүрдүүлж, хэмжилтийг харьцуулан шалгав. электронууд дээр протоныг тараах шинэ туршилт. Эрдэмтэд үр дүнд хүрсэн - 0,831 фемтометр. Энэ тухай Nature сэтгүүлийн зохиогчид асуудал бүрэн шийдэгдсэн гэдэгт итгэхгүй байна. Энэ бол материйн "үндэс" болсон бөөмийн талаарх бидний мэдлэг юм.

Үүнийг бид тодорхой хэлж байна протон - Барионуудын бүлгээс +1 цэнэгтэй, 1 нэгж орчим тайван масстай тогтвортой субатомын бөөмс. Протон ба нейтрон нь нуклон, атомын цөмийн элементүүд юм. Тухайн атомын цөм дэх протоны тоо нь атомын дугаартай тэнцүү байдаг нь үелэх системийн элементүүдийг эрэмблэх үндэс болдог. Эдгээр нь анхдагч сансрын цацрагийн гол бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Стандарт загварын дагуу протон нь адрон, эсвэл илүү нарийвчлалтайгаар барион гэж ангилагдсан нарийн төвөгтэй бөөмс юм. гурван кваркаас тогтдог – хоёр дээш “u” ба нэг доош “d” кварк глюоноор дамждаг хүчтэй хүчээр холбогдоно.

Хамгийн сүүлийн үеийн туршилтын үр дүнгээс үзвэл, хэрэв протон задрах юм бол энэ бөөмийн дундаж наслалт 2,1 · 1029 жилээс хэтэрдэг. Стандарт загварын дагуу протон нь хамгийн хөнгөн барион болохын хувьд аяндаа задрах боломжгүй юм. Туршилтгүй том нэгдмэл онолууд нь протоны задралыг ихэвчлэн дор хаяж 1 x 1036 жилээр таамагладаг. Протоныг жишээлбэл, электрон барих явцад хувиргаж болно. Энэ үйл явц нь аяндаа биш, харин зөвхөн үр дүнд үүсдэг нэмэлт эрчим хүч өгнө. Энэ үйл явц нь буцаах боломжтой. Жишээлбэл, салах үед бета нейтрон протон болж хувирдаг. Чөлөөт нейтронууд аяндаа задарч (насан туршдаа 15 минут орчим) протон үүсгэдэг.

Саяхан туршилтаар протонууд болон тэдгээрийн хөршүүд атомын цөм дотор байдаг болохыг харуулсан. нейтрон байх ёстой хэмжээнээсээ хамаагүй том юм шиг санагддаг. Физикчид энэ үзэгдлийг тайлбарлахыг оролдсон хоёр өөр онолыг гаргаж ирсэн бөгөөд тус бүрийг дэмжигчид нөгөөг нь буруу гэж үздэг. Яагаад ч юм хүнд цөм доторх протон, нейтронууд нь цөмийн гадна байх үеийнхээсээ хамаагүй том юм шиг аашилдаг. Эрдэмтэд үүнийг санамсаргүйгээр олж илрүүлсэн Европын Муон Хамтын ажиллагааны бүлгийн EMC эффект гэж нэрлэдэг. Энэ нь одоо байгаа зүйлсийг зөрчиж байна.

Нуклоныг бүрдүүлдэг кваркууд нь бусад протон, нейтроны кваркуудтай харилцан үйлчилж, бөөмсийг тусгаарлах ханыг устгадаг гэж судлаачид үзэж байна. Нэгийг бүрдүүлдэг кваркууд протон i кваркууд өөр протон үүсгэж, тэд нэг газрыг эзэлж эхэлдэг. Энэ нь протоныг (эсвэл нейтрон) сунгаж, бүдгэрүүлэхэд хүргэдэг. Тэд маш богино хугацаанд ч гэсэн маш хүчтэй ургадаг. Гэсэн хэдий ч бүх физикчид үзэгдлийн ийм тайлбартай санал нийлэхгүй байна. Тэгэхээр атомын цөм дэх протоны нийгмийн амьдрал нь түүний нас, хэмжээнээс дутахааргүй нууцлаг юм шиг санагддаг.