양성자의 비밀. 나이와 크기는 아직 알려지지 않았습니다.

양성자 하나에 1개의 쿼크가 포함되어 있다는 것은 잘 알려져 있습니다. 실제로 그 구조는 더 복잡하며(XNUMX), 쿼크를 결합하기 위해 글루온을 추가하는 것이 문제의 끝이 아닙니다. 양성자는 쿼크와 ​​반쿼크가 오가는 진정한 쿼크의 바다로 간주되는데, 이렇게 안정적인 물질 입자에게는 이상한 일입니다.

최근까지는 양성자의 정확한 크기조차 알려지지 않았습니다. 오랫동안 물리학자들의 값은 0,877이었습니다. 펨토미터 (fm, 여기서 펨토미터는 100경분의 2010미터와 같습니다). 0,84년에 국제 팀은 스위스의 Paul Scherrer Institute에서 새로운 실험을 수행하여 약간 낮은 2017fm 값을 얻었습니다. 0,83년에 독일 물리학자들은 측정을 기반으로 양성자 반경을 0,84fm으로 계산했으며, 측정 오류의 정확도로 예상한 대로 2010년에 이국적인 "뮤오닉 원자"를 기반으로 계산된 XNUMXfm의 값에 해당합니다. 수소 방사선.”

XNUMX년 후, 버지니아 주 제퍼슨 연구소(Jefferson Laboratory)에서 PRad 팀을 구성하여 미국, 우크라이나, 러시아, 아르메니아에서 근무하는 또 다른 과학자 그룹이 다음을 사용하여 측정값을 다시 확인했습니다. 양성자-전자 산란에 관한 새로운 실험. 과학자들은 0,831 펨토미터라는 결과를 얻었습니다. 이에 대한 네이처 논문의 저자들은 문제가 완전히 해결되었다고 믿지 않습니다. 이것은 물질의 "기초"인 입자에 대한 우리의 지식입니다.

우리는 분명히 그렇게 말합니다. 양성자 - 전하량이 +1이고 나머지 질량이 약 1단위인 중입자 그룹의 안정적인 아원자 입자입니다. 양성자와 중성자는 원자핵의 구성 요소인 핵자입니다. 주어진 원자의 핵에 있는 양성자의 수는 원자 번호와 동일하며, 이는 주기율표에서 원소의 순서를 정하는 기초가 됩니다. 그들은 일차 우주선의 주요 구성 요소입니다. 표준 모델에 따르면 양성자는 강입자, 더 정확하게는 중입자로 분류되는 복잡한 입자입니다. 세 개의 쿼크로 구성되어 있다 - 글루온에 의해 전달되는 강한 상호작용에 의해 묶인 두 개의 업 "u" 쿼크와 하나의 다운 "d" 쿼크.

최신 실험 결과에 따르면 양성자가 붕괴하면 이 입자의 평균 수명은 2,1년을 초과합니다. 표준 모델에 따르면 양성자는 가장 가벼운 중입자이므로 자연적으로 붕괴할 수 없습니다. 검증되지 않은 대통일 이론은 일반적으로 양성자 붕괴의 수명이 최소 1029 × 1년이라고 예측합니다. 양성자는 예를 들어 전자 포획 과정을 통해 변환될 수 있습니다. 이 과정은 저절로 발생하는 것이 아니라 결과적으로만 발생합니다. 여분의 에너지를 공급하다. 이 과정은 되돌릴 수 있습니다. 예를 들어 헤어질 때 베타 중성자 양성자로 변합니다. 자유 중성자는 자발적으로 붕괴하여(수명 약 15분) 양성자를 형성합니다.

최근 실험에서는 양성자와 그 이웃이 원자핵 내부에 위치한다는 사실이 밝혀졌습니다. 중성자의 생각보다 훨씬 더 커 보입니다. 물리학자들은 이 현상을 설명하기 위해 두 가지 경쟁적인 이론을 만들었고, 각 이론의 지지자들은 서로가 틀렸다고 믿습니다. 어떤 이유로 무거운 핵 내부의 양성자와 중성자는 핵 외부에 있을 때보다 훨씬 더 큰 것처럼 행동합니다. 과학자들은 이것을 우연히 발견한 유럽 뮤온 협력 그룹의 EMC 효과라고 부릅니다. 이는 기존 규칙을 위반하는 것입니다.

연구자들은 핵자를 구성하는 쿼크가 다른 양성자와 중성자의 다른 쿼크와 상호작용하여 입자를 분리하는 벽을 파괴한다는 가설을 세웠습니다. 하나를 형성하는 쿼크 양성자 i 쿼크 또 다른 양성자를 형성하면서 그들은 같은 자리를 차지하기 시작합니다. 이로 인해 양성자(또는 중성자)가 늘어나고 흐릿해집니다. 아주 짧은 시간임에도 불구하고 많이 자랍니다. 그러나 모든 물리학자가 현상에 대한 이러한 설명에 동의하는 것은 아닙니다. 그래서 원자핵에 있는 양성자의 사회적 생명은 그 나이와 크기만큼이나 신비스러운 것 같습니다.