Протон
From Wikipedia, the free encyclopedia
У физици, протон (грч. [ — протос] — „први“) је субатомска честица са позитивним елементарним наелектрисањем од 1,6 × 10−19 кулона и масом од 938 /c2 (1,6726231 × 10−27 kg, што је око 1800 пута већа од масе електрона).[4] Протон се генерално сматра стабилном честицом, са доњом границом полураспада од око 1035 година, и није сигурно да ли уопште може да се распадне. Пошто се не зна да постоји неки физички закон због ког протон не би могао да се распадне, неке данашње теорије предвиђају стабилност, а неке распад протона.[5]
Класификација | Барион |
---|---|
Композиција | 2 горња кварка (), 1 доња кварка () |
Статистике | Фермионске |
Интеракције | Гравитација, електромагнетна, слаба, јака |
Симбол | p, p+, N+, 1 1H+ |
Античестица | Антипротон |
Теорије | Вилијам Праут (1815) |
Откривен | Уочен као + заслугом Еугена Голдстајна (1886). Ернест Радерфорд је идентификовао протон у другим језгрима (и именовао га) (1917–1920). |
Маса | 6973167262192369000♠1,67262192369(51)×10−27 kg[1] 7002938272088160000♠938,27208816(29) MeV/c2[2] |
Средњи полуживот | > 7029210000000000000♠2,1×1029 година (стабилан) |
Наелектрисање | 6981160217648700000♠+1 e 6981160217663400000♠1,602176634×10−19 C[2] |
Радијус наелектрисања | 6999841400000000000♠0,8414(19) fm[2][3] |
Електрични диполни моменат | < 6976540000000000000♠5,4×10−24 e⋅cm |
Електрична поларизабилност | 6997119999999999999♠1,20(6)×10−3 fm³ |
Магнетни момент | 6974141060679736000♠1,41060679736(60)×10−26 J⋅T−1[2] 6997152103220230000♠1,52103220230(46)×10−3 μB[2] |
Магнетна поларизабилност | 6996190000000000000♠1,9(5)×10−4 fm³ |
Спин | 1/2 |
Изоспин | 1/2 |
Парност | +1 |
Кондензован | I(JP) = 1/2(1/2+) |
Протон, попут неутрона, спада у нуклеоне, односно честице које сачињавају језгра атома. Атомско језгро најраспрострањенијег изотопа водоника чини само један протон. Језгра других атома се састоје из протона и неутрона које на окупу држи јака нуклеарна сила. Број протона у језгру дефинише хемијски елемент и одређује хемијска својства атома. Протон на основу своје унутрашње структуре спада у класу бариона и састоји се од два Up ("горња") кварка и једног Down ("доњег") кварка, који се на окупу држе јаким нуклеарним силама преко глуона. Античестица протона је антипротон, који као честица има све карактеристике исте као и протон, осим што му је наелектрисање супротног знака, односно има јединично негативно наелектрисање (као електрон). У хемији и биохемији, термин протон може да се односи на водоников јон. У овом контексту, донор протона је киселина, а акцептор протона је база.
Реч протон је изведена из грчке речи са значењем „први”, а ово име је језгру водоника дао Ернест Радерфорд 1920. Претходних година, Радерфорд је открио да водониково језгро (познато да је најлакше језгро) може да се извади из језгара азота атомским сударима.[6] Протони су, према томе, били кандидат за фундаменталну честицу, а самим тим и градивни блок азота и свих других тежих атомских језгара.
Иако су протони изворно сматрани основним или елементарним честицама, у савременом стандардном моделу физике честица протони су класификовани као хадрони, попут неутрона, који је исто тако нуклеон. Протони су композитне честице састављене од три валентна кварта: два горња кварка набоја +2/3 и једног доњег кварка набоја –1/3. Масе мировања кваркова доприносе само око 1% масе протона.[7] Остатак протонске масе настаје захваљујући енергији везивања квантне хромодинамике, која укључује кинетичку енергију кваркова и енергију глуонских поља која везују кваркове заједно. Како протони нису основне честице, они поседују мерљиву величину; средњи квадратни корен полупречника набоја протона је око 0,84–0,87 (или 6984840000000000000♠0,84×10−15 до 6984870000000000000♠0,87×10−15 m).[8][9] Године 2019, две различите студије, користећи различите технике, откриле су да је радијус протона 0,833 , са неизвесношћу од ±0,010 .[10][11]