Nüvə protonlardan, neytronlardan ibarətdir. Bor modelində elektronlar Yerin Günəş ətrafında fırlanması kimi dairəvi orbitlərdə nüvə ətrafında hərəkət edir. Elektronlar bu səviyyələr arasında hərəkət edə bilirlər və hərəkət etdikdə ya fotonu udurlar, ya da foton yayırlar. Protonun ölçüsü nədir və o nədir?
Görünən Kainatın əsas tikinti bloku
Proton görünən kainatın əsas tikinti materialıdır, lakin onun yük radiusu və anomal maqnit momenti kimi bir çox xüsusiyyətləri yaxşı başa düşülmür. Proton nədir? Müsbət elektrik yükü olan atom altı hissəcikdir. Son vaxtlara qədər proton ən kiçik hissəcik hesab olunurdu. Ancaq yeni texnologiyalar sayəsində protonların daha da kiçik elementləri, kvark adlanan hissəcikləri, maddənin əsl əsas hissəciklərini ehtiva etdiyi faktı məlum oldu. Qeyri-sabit neytron nəticəsində proton əmələ gələ bilər.
Şarj edin
Protonun hansı elektrik yükü var? O+1 elementar yükə malikdir, bu yük "e" hərfi ilə işarələnir və 1874-cü ildə Corc Stoni tərəfindən kəşf edilmişdir. Protonun müsbət yükü (və ya 1e) olduğu halda, elektronun mənfi yükü (-1 və ya -e), neytronun isə ümumiyyətlə yükü yoxdur və onu 0e ilə işarələmək olar. 1 elementar yük 1,602 × 10 -19 kulona bərabərdir. Kulon elektrik yükünün bir növüdür və saniyədə davamlı olaraq daşınan bir ampere ekvivalentdir.
Proton nədir?
Toxunduğunuz və hiss edə bildiyiniz hər şey atomlardan ibarətdir. Bir atomun mərkəzindəki bu kiçik hissəciklərin ölçüsü çox kiçikdir. Bir atomun çəkisinin çox hissəsini təşkil etmələrinə baxmayaraq, yenə də çox kiçikdirlər. Əslində, bir atom futbol meydançası böyüklüyündə olsaydı, onun protonlarının hər biri ancaq bir qarışqa ölçüsündə olardı. Protonlar yalnız atomların nüvələri ilə məhdudlaşmamalıdır. Protonlar atom nüvələrinin xaricində olduqda, oxşar şəraitdə neytronların xüsusiyyətlərinə bənzər füsunkar, qəribə və potensial təhlükəli xüsusiyyətlər alırlar.
Lakin protonların əlavə xüsusiyyəti var. Onlar elektrik yükü daşıdıqları üçün elektrik və ya maqnit sahələri ilə sürətləndirilə bilər. Yüksək sürətli protonlar və onları ehtiva edən atom nüvələri günəş alovları zamanı böyük miqdarda buraxılır. Hissəciklər Yerin maqnit sahəsi tərəfindən sürətləndirilir və geomaqnit fırtınaları kimi tanınan ionosfer pozuntularına səbəb olur.
Protonların sayı, ölçüsü və kütləsi
Protonların sayı hər bir atomu unikal edir. Məsələn, oksigendə səkkiz, hidrogendə yalnız bir, qızılda isə 79 ədəd var. Bu rəqəm elementin eyniliyinə bənzəyir. Bir atom haqqında yalnız protonların sayını bilməklə çox şey öyrənə bilərsiniz. Hər bir atomun nüvəsində olan bu atom altı hissəcik, elementin elektronuna bərabər və əks müsbət elektrik yükünə malikdir. Əgər o, təcrid olunsaydı, onun kütləsi təxminən 1,673-27 kq, neytronun kütləsindən bir qədər az olacaq.
Elementin nüvəsindəki protonların sayına atom nömrəsi deyilir. Bu nömrə hər bir elementə özünəməxsus şəxsiyyət verir. Hər hansı bir elementin atomlarında nüvələrdəki protonların sayı həmişə eyni olur. Sadə bir hidrogen atomunun yalnız 1 protondan ibarət nüvəsi var. Bütün digər elementlərin nüvələri demək olar ki, həmişə protonlarla yanaşı neytronları da ehtiva edir.
Proton nə qədər böyükdür?
Heç kim dəqiq bilmir və problem budur. Təcrübələrdə protonun ölçüsünü əldə etmək üçün dəyişdirilmiş hidrogen atomlarından istifadə edilib. Bu, böyük təsirləri olan atom altı bir sirrdir. Fiziklərin proton ölçüsünün ölçülməsinin çox kiçik olduğunu elan etməsindən 6 il sonra elm adamları hələ də həqiqi ölçüdən əmin deyillər. Daha çox məlumat ortaya çıxdıqca, sirr dərinləşir.
Protonlar atomların nüvəsindəki hissəciklərdir. Uzun illər protonun radiusu təxminən 0,877 femtometrdə sabitlənmiş kimi görünürdü. Lakin 2010-cu ildə Kvant İnstitutundan Randolph Paulonları optika. Almaniyanın Qarçinq şəhərindəki Maks Plank yeni ölçmə texnikasından istifadə edərək həyəcan verici cavab aldı.
Komanda bir elektronu müon adlanan daha ağır hissəcikə keçirərək hidrogen atomunun bir protonunu, bir elektron tərkibini dəyişdi. Daha sonra bu dəyişdirilmiş atomu lazerlə əvəz etdilər. Onların enerji səviyyələrində baş verən dəyişikliyin ölçülməsi onların proton nüvəsinin ölçüsünü hesablamağa imkan verdi. Təəccüblüdür ki, bu, digər vasitələrlə ölçülən ənənəvi dəyərdən 4% azdır. Randolphun təcrübəsi yeni texnikanı deyteriumda da tətbiq etdi - nüvəsində bir proton və bir neytron olan hidrogen izotopu, ümumi olaraq deyteron olaraq bilinir. Bununla belə, deytronun ölçüsünü dəqiq hesablamaq çox vaxt apardı.
Yeni təcrübələr
Yeni məlumatlar proton radiusu probleminin davam etdiyini göstərir. Randolph Paul və başqalarının laboratoriyasında daha bir neçə təcrübə artıq aparılır. Bəziləri helium kimi daha ağır atom nüvələrinin ölçüsünü ölçmək üçün eyni muon texnikasından istifadə edirlər. Digərləri eyni vaxtda müonların və elektronların səpilməsini ölçürlər. Paul şübhələnir ki, günahkar protonun özü deyil, həyəcanlanmış bir atom tərəfindən yayılan işığın dalğa uzunluqlarını təsvir edən Ridberq sabitinin səhv ölçülməsi ola bilər. Lakin bu sabit digər dəqiqlik təcrübələri vasitəsilə yaxşı məlumdur.
Başqa bir izahat proton və müon arasında elektronla əlaqəni dəyişmədən gözlənilməz qarşılıqlı təsirlərə səbəb olan yeni hissəciklər təklif edir. Bu, tapmacanın bizi standart fizika modelindən kənara çıxarması anlamına gələ bilər.hissəciklər. "Gələcəkdə kimsə standart modeldən kənar bir şey kəşf edərsə, bu olacaq" dedi Paul əvvəlcə kiçik bir uyğunsuzluq, sonra başqa və digəri ilə yavaş-yavaş daha monumental bir dəyişiklik yaradır. Protonun həqiqi ölçüsü nədir? Yeni nəticələr fizikanın əsas nəzəriyyəsinə meydan oxuyur.
Proton radiusunun uçuş yoluna təsirini hesablamaqla tədqiqatçılar proton hissəciyinin radiusunu təxmin edə biliblər ki, bu da 0,84184 femtometr təşkil edir. Əvvəllər bu göstərici 0,8768-0,897 femtometr civarında idi. Belə kiçik miqdarları nəzərə alsaq, həmişə səhvə yol verilir. Bununla belə, 12 illik əziyyətli səydən sonra komanda üzvləri ölçmələrinin düzgünlüyünə əmindirlər. Nəzəriyyənin bir az dəyişdirilməsi tələb oluna bilər, lakin cavab nə olursa olsun, fiziklər uzun müddət bu çətin işdə başlarını cızacaqlar.
