Ang nucleus ay binubuo ng mga proton, neutron. Sa modelo ni Bohr, ang mga electron ay gumagalaw sa paligid ng nucleus sa mga pabilog na orbit, tulad ng Earth na umiikot sa Araw. Ang mga electron ay maaaring lumipat sa pagitan ng mga antas na ito, at kapag ginawa nila, sila ay sumisipsip ng isang photon o naglalabas ng isang photon. Ano ang sukat ng isang proton at ano ito?
Ang pangunahing bloke ng gusali ng nakikitang Uniberso
Ang proton ay ang pangunahing bloke ng gusali ng nakikitang uniberso, ngunit marami sa mga katangian nito, gaya ng radius ng singil nito at ang maanomalyang magnetic moment nito, ay hindi lubos na nauunawaan. Ano ang isang proton? Ito ay isang subatomic na particle na may positibong singil sa kuryente. Hanggang kamakailan lamang, ang proton ay itinuturing na pinakamaliit na butil. Gayunpaman, salamat sa mga bagong teknolohiya, ang katotohanan ay nalaman na ang mga proton ay kinabibilangan ng mas maliliit na elemento, mga particle na tinatawag na quark, ang tunay na pangunahing mga particle ng bagay. Maaaring mabuo ang isang proton bilang resulta ng hindi matatag na neutron.
Sisingilin
Anong electric charge ang mayroon ang proton? Siyaay may singil na +1 elementary charge, na tinutukoy ng letrang "e" at natuklasan noong 1874 ni George Stoney. Habang ang proton ay may positibong singil (o 1e), ang elektron ay may negatibong singil (-1 o -e), at ang neutron ay walang singil sa lahat at maaaring ipahiwatig na 0e. Ang 1 elementary charge ay katumbas ng 1.602 × 10 -19 coulomb. Ang coulomb ay isang uri ng unit ng electrical charge at ito ay katumbas ng isang ampere na patuloy na dinadala bawat segundo.
Ano ang proton?
Lahat ng mahawakan at mararamdaman mo ay gawa sa mga atomo. Ang laki ng maliliit na particle na ito sa loob ng gitna ng isang atom ay napakaliit. Bagama't binubuo nila ang karamihan sa bigat ng isang atom, napakaliit pa rin nila. Sa katunayan, kung ang isang atom ay kasing laki ng isang football field, ang bawat isa sa mga proton nito ay magiging kasing laki lamang ng isang langgam. Ang mga proton ay hindi dapat limitado sa nuclei ng mga atomo. Kapag ang mga proton ay nasa labas ng atomic nuclei, nagkakaroon sila ng mga kaakit-akit, kakaiba, at potensyal na mapanganib na mga katangian na katulad ng sa mga neutron sa ilalim ng katulad na mga pangyayari.
Ngunit ang mga proton ay may karagdagang katangian. Dahil nagdadala sila ng singil sa kuryente, maaari silang mapabilis ng mga electric o magnetic field. Ang mga high-speed proton at ang atomic nuclei na naglalaman ng mga ito ay inilalabas sa malalaking dami sa panahon ng mga solar flare. Ang mga particle ay pinabilis ng magnetic field ng Earth, na nagiging sanhi ng mga ionospheric disturbance na kilala bilang geomagnetic storms.
Bilang ng mga proton, laki at masa
Ang bilang ng mga proton ay ginagawang kakaiba ang bawat atom. Halimbawa, ang oxygen ay may walo sa kanila, ang hydrogen ay may isa lamang, at ang ginto ay may kasing dami ng 79. Ang numerong ito ay katulad ng pagkakakilanlan ng elemento. Marami kang matututuhan tungkol sa isang atom sa pamamagitan lamang ng pag-alam sa bilang ng mga proton nito. Ang subatomic na particle na ito, na matatagpuan sa nucleus ng bawat atom, ay may positibong electrical charge na katumbas at kabaligtaran ng electron ng elemento. Kung ito ay ihiwalay, ito ay magkakaroon lamang ng mass na humigit-kumulang 1.673-27 kg, bahagyang mas mababa kaysa sa mass ng isang neutron.
Ang bilang ng mga proton sa nucleus ng isang elemento ay tinatawag na atomic number. Ang numerong ito ay nagbibigay sa bawat elemento ng natatanging pagkakakilanlan nito. Sa mga atomo ng anumang partikular na elemento, ang bilang ng mga proton sa nuclei ay palaging pareho. Ang isang simpleng hydrogen atom ay may nucleus, na binubuo lamang ng 1 proton. Ang nuclei ng lahat ng iba pang elemento ay halos palaging naglalaman ng mga neutron bilang karagdagan sa mga proton.
Gaano kalaki ang proton?
Walang nakakaalam, at iyon ang problema. Ang mga eksperimento ay gumamit ng binagong hydrogen atoms upang makuha ang laki ng proton. Isa itong misteryong subatomic na may malaking implikasyon. Anim na taon matapos ipahayag ng mga physicist na ang pagsukat ng laki ng proton ay masyadong maliit, hindi pa rin sigurado ang mga siyentipiko tungkol sa totoong sukat. Habang lumalabas ang mas maraming data, lumalalim ang misteryo.
Ang mga proton ay mga particle sa loob ng nucleus ng mga atom. Sa loob ng maraming taon, ang radius ng proton ay tila naayos sa paligid ng 0.877 femtometers. Ngunit noong 2010, si Randolph Paul mula sa Institute of Quantumoptika sa kanila. Nakatanggap si Max Planck sa Garching, Germany, ng nakakaalarmang tugon gamit ang isang bagong diskarte sa pagsukat.
Binago ng team ang isang proton, isang komposisyon ng electron ng hydrogen atom sa pamamagitan ng paglipat ng electron sa mas mabigat na particle na tinatawag na muon. Pagkatapos ay pinalitan nila ang binagong atom na ito ng isang laser. Ang pagsukat sa nagresultang pagbabago sa kanilang mga antas ng enerhiya ay nagpapahintulot sa kanila na kalkulahin ang laki ng proton nucleus nito. Sa kanilang sorpresa, lumabas ito ng 4% na mas mababa kaysa sa tradisyonal na halaga na sinusukat sa ibang paraan. Inilapat din ng eksperimento ni Randolph ang bagong pamamaraan sa deuterium - isang isotope ng hydrogen na mayroong isang proton at isang neutron, na pinagsama-samang kilala bilang deuteron - sa nucleus nito. Gayunpaman, tumagal ng mahabang panahon upang tumpak na makalkula ang laki ng deuteron.
Mga bagong eksperimento
Ang bagong data ay nagpapakita ng problema sa proton radius. Ang ilan pang mga eksperimento sa laboratoryo ni Randolph Paul at iba pa ay isinasagawa na. Ang ilan ay gumagamit ng parehong muon technique upang sukatin ang laki ng mas mabibigat na atomic nuclei tulad ng helium. Ang iba ay sabay na sinusukat ang pagkalat ng mga muon at electron. Pinaghihinalaan ni Paul na ang salarin ay maaaring hindi ang proton mismo, ngunit isang maling pagsukat ng Rydberg constant, isang numero na naglalarawan sa mga wavelength ng liwanag na ibinubuga ng isang nasasabik na atom. Ngunit ang pare-parehong ito ay kilala sa pamamagitan ng iba pang mga eksperimento sa katumpakan.
Ang isa pang paliwanag ay nagmumungkahi ng mga bagong particle na nagdudulot ng hindi inaasahang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng proton at muon nang hindi binabago ang bond nito sa electron. Ito ay maaaring mangahulugan na ang palaisipan ay dadalhin tayo nang higit sa karaniwang modelo ng pisika.mga particle. "Kung sa isang punto sa hinaharap ay may makatuklas ng isang bagay na lampas sa karaniwang modelo, iyon na iyon," sabi ni Paul, na may unang maliit na pagkakaiba, pagkatapos ay isa pa at isa pa, dahan-dahang lumilikha ng isang mas monumental na pagbabago. Ano ang tunay na sukat ng isang proton? Hinahamon ng mga bagong resulta ang pinagbabatayan na teorya ng pisika.
Sa pamamagitan ng pagkalkula ng impluwensya ng proton radius sa landas ng paglipad, natantiya ng mga mananaliksik ang radius ng proton particle, na umabot sa 0.84184 femtometers. Dati, ang indicator na ito ay nasa paligid ng 0.8768 hanggang 0.897 femtometers. Kung isasaalang-alang ang gayong maliliit na dami, palaging may puwang para sa pagkakamali. Gayunpaman, pagkatapos ng 12 taon ng maingat na pagsisikap, ang mga miyembro ng koponan ay tiwala sa katumpakan ng kanilang mga sukat. Maaaring kailanganin ng teorya ang ilang pagsasaayos, ngunit anuman ang sagot, ang mga physicist ay magkakamot ng ulo sa nakakatakot na gawaing ito sa mahabang panahon na darating.
