โปรตอนมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหลักที่สร้างโดยดวงดาว โดยเฉพาะปฏิกิริยา หน้า- วงจรซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดพลังงานเกือบทั้งหมดที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ ลงมาจนถึงการรวมกันของโปรตอนสี่ตัวกลายเป็นนิวเคลียสฮีเลียม-4 พร้อมกับการเปลี่ยนโปรตอนสองตัวเป็นนิวตรอน

ในวิชาฟิสิกส์ จะใช้แทนโปรตอน พี(หรือ พี- การกำหนดทางเคมีของโปรตอน (ซึ่งถือเป็นไฮโดรเจนไอออนบวก) คือ H + การกำหนดทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์คือ HII

กำลังเปิด [ | ]

คุณสมบัติของโปรตอน[ | ]

อัตราส่วนของมวลโปรตอนและอิเล็กตรอน เท่ากับ 1836.152 673 89(17) โดยมีความแม่นยำ 0.002% เท่ากับค่า 6π 5 = 1836.118...

โครงสร้างภายในของโปรตอนได้รับการศึกษาเชิงทดลองครั้งแรกโดย R. Hofstadter โดยศึกษาการชนกันของลำอิเล็กตรอนพลังงานสูง (2 GeV) กับโปรตอน ( รางวัลโนเบลในวิชาฟิสิกส์ พ.ศ. 2504) โปรตอนประกอบด้วยแกนหนัก (แกน) ที่มีรัศมี cm, s ความหนาแน่นสูงการบรรทุกมวลและประจุ อยู่ที่ 35% (\รูปแบบการแสดงผล \ประมาณ 35\%)ประจุไฟฟ้าของโปรตอนและเปลือกที่ค่อนข้างทำให้บริสุทธิ์ที่อยู่รอบๆ อยู่ห่างๆ. µ 0, 25 ⋅ 10 − 13 (\รูปแบบการแสดงผล \ประมาณ 0.25\cdot 10^(-13))ถึง µ 1 , 4 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \ประมาณ 1,4\cdot 10^(-13))ซม. เปลือกนี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วย ρ - และ π - มีซอนเสมือนที่บรรทุกอยู่ อยู่ที่ 50% (\รูปแบบการแสดงผล \ประมาณ 50\%)ประจุไฟฟ้าของโปรตอนจึงไปไกล µ 2 , 5 ⋅ 10 − 13 (\รูปแบบการแสดงผล \ประมาณ 2.5\cdot 10^(-13)) cm ขยายเปลือกของ ω - และ π - มีซอนเสมือนออกไป โดยมีประจุประมาณ 15% ของประจุไฟฟ้าของโปรตอน

ความดันที่ศูนย์กลางของโปรตอนที่สร้างโดยควาร์กมีค่าประมาณ 10 35 Pa (10 30 บรรยากาศ) ซึ่งสูงกว่าความดันภายในดาวนิวตรอน

โมเมนต์แม่เหล็กของโปรตอนวัดโดยการวัดอัตราส่วนของความถี่เรโซแนนซ์ของการเคลื่อนที่ก่อนหน้าของโมเมนต์แม่เหล็กของโปรตอนในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอกับความถี่ไซโคลตรอนของวงโคจรวงกลมของโปรตอนในสนามเดียวกัน

มีสามสิ่งที่เกี่ยวข้องกับโปรตอน ปริมาณทางกายภาพโดยมีมิติความยาวดังนี้

การวัดรัศมีโปรตอนโดยใช้อะตอมไฮโดรเจนธรรมดา ดำเนินการด้วยวิธีการต่างๆ ตั้งแต่ปี 1960 เป็นต้นมา นำไปสู่ผลลัพธ์ (CODATA -2014) 0.8751 ± 0.0061 เฟมโตมิเตอร์(1 เอฟเอ็ม = 10 −15 ม.) การทดลองครั้งแรกกับอะตอมไฮโดรเจนมิวออน (โดยที่อิเล็กตรอนถูกแทนที่ด้วยมิวออน) ให้ผลลัพธ์ที่น้อยกว่า 4% สำหรับรัศมีนี้: 0.84184 ± 0.00067 fm สาเหตุของความแตกต่างนี้ยังไม่ชัดเจน

สิ่งที่เรียกว่าโปรตอน ถาม w µ 1 − 4 บาป 2 θ Wซึ่งกำหนดการมีส่วนร่วมในการโต้ตอบที่อ่อนแอผ่านการแลกเปลี่ยน ซี 0 โบซอน (คล้ายกับวิธีที่ประจุไฟฟ้าของอนุภาคกำหนดการมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้าผ่านการแลกเปลี่ยนโฟตอน) คือ 0.0719 ± 0.0045 ตามการวัดการทดลองเกี่ยวกับการละเมิดความเท่าเทียมกันระหว่างการกระเจิงของอิเล็กตรอนโพลาไรซ์บนโปรตอน ค่าที่วัดได้มีความสอดคล้องกันภายในข้อผิดพลาดจากการทดลอง โดยมีการคาดการณ์ทางทฤษฎีของแบบจำลองมาตรฐาน (0.0708 ± 0.0003)

ความมั่นคง [ | ]

โปรตอนอิสระมีความเสถียร การศึกษาเชิงทดลองไม่เปิดเผยสัญญาณของการสลายใดๆ (ขีดจำกัดล่างของอายุการใช้งานคือ 2.9⋅10 29 ปีโดยไม่คำนึงถึงช่องการสลายตัว, 8.2⋅10 33 ปีสำหรับการสลายตัวเป็นโพซิตรอนและไพออนที่เป็นกลาง, 6.6⋅10 33 ปีสำหรับการสลายตัวเป็นมิวออนเชิงบวก และไพออนที่เป็นกลาง) เนื่องจากโปรตอนเป็นแบริออนที่เบาที่สุด ความเสถียรของโปรตอนจึงเป็นผลมาจากกฎการอนุรักษ์เลขแบริออน โปรตอนไม่สามารถสลายตัวเป็นอนุภาคที่เบากว่าได้ (เช่น กลายเป็นโพซิตรอนและนิวตริโน) โดยไม่ละเมิดกฎนี้ อย่างไรก็ตาม ส่วนขยายทางทฤษฎีหลายประการของกระบวนการทำนายแบบจำลองมาตรฐาน (ยังไม่ได้สังเกต) ที่จะส่งผลให้เกิดการไม่อนุรักษ์จำนวนแบริออน และด้วยเหตุนี้โปรตอนจึงสลายตัว

โปรตอนที่จับกันในนิวเคลียสของอะตอมสามารถจับอิเล็กตรอนจากเปลือกอิเล็กตรอน K-, L- หรือ M ของอะตอมได้ (เรียกว่า "การจับอิเล็กตรอน") โปรตอนของนิวเคลียสของอะตอมเมื่อดูดซับอิเล็กตรอนแล้วจะกลายเป็นนิวตรอนและปล่อยนิวตริโนพร้อมกัน: พี+อี - →+ν จ - “รู” ในชั้น K-, L- หรือ M ที่เกิดขึ้นจากการจับอิเล็กตรอนจะเต็มไปด้วยอิเล็กตรอนจากชั้นอิเล็กตรอนที่อยู่ด้านบนของอะตอม โดยปล่อยรังสีเอกซ์ที่มีลักษณะเฉพาะซึ่งสอดคล้องกับเลขอะตอม ซี− 1 และ/หรืออิเล็กตรอนของสว่าน รู้จักไอโซโทปมากกว่า 1,000 ไอโซโทปจาก 7
4 ถึง 262
105 สลายตัวโดยการจับอิเล็กตรอน เมื่อมีพลังงานการสลายตัวสูงเพียงพอ (ด้านบน 2ฉัน อี ซี 2 γ 1.022 เมกะโวลท์) ช่องการสลายตัวที่แข่งขันกันจะเปิดขึ้น - การสลายตัวของโพซิตรอน พี → +อี ++ν จ - ควรเน้นย้ำว่ากระบวนการเหล่านี้เป็นไปได้เฉพาะกับโปรตอนในนิวเคลียสบางตัวเท่านั้น โดยที่พลังงานที่หายไปนั้นถูกเติมเต็มโดยการเปลี่ยนนิวตรอนที่เกิดขึ้นไปเป็นเปลือกนิวเคลียร์ส่วนล่าง สำหรับโปรตอนอิสระสิ่งเหล่านั้นเป็นสิ่งต้องห้ามตามกฎหมาย การอนุรักษ์พลังงาน.

แหล่งที่มาของโปรตอนในเคมี ได้แก่ แร่ธาตุ (ไนตริก ซัลฟิวริก ฟอสฟอริก และอื่นๆ) และกรดอินทรีย์ (ฟอร์มิก อะซิติก ออกซาลิก และอื่นๆ) ใน สารละลายที่เป็นน้ำกรดมีความสามารถในการแยกตัวออกจากโปรตอนทำให้เกิดไฮโดรเนียมไอออนบวก

ในเฟสก๊าซจะได้โปรตอนจากการแตกตัวเป็นไอออน - การกำจัดอิเล็กตรอนออกจากอะตอมไฮโดรเจน ศักยภาพไอออไนเซชันของอะตอมไฮโดรเจนที่ไม่ถูกกระตุ้นคือ 13.595 eV เมื่อโมเลกุลไฮโดรเจนถูกไอออนไนซ์ด้วยอิเล็กตรอนเร็วที่ ความดันบรรยากาศและอุณหภูมิห้องจะเกิดโมเลกุลไฮโดรเจนไอออน (H 2 +) ขึ้นเป็นครั้งแรกซึ่งเป็นระบบทางกายภาพที่ประกอบด้วยโปรตอนสองตัวที่ยึดติดกันที่ระยะห่าง 1.06 โดยอิเล็กตรอนหนึ่งตัว ตามความเห็นของ Pauling ความเสถียรของระบบดังกล่าวนั้นเกิดจากการสั่นพ้องของอิเล็กตรอนระหว่างโปรตอนสองตัวด้วย " ความถี่เรโซแนนซ์" เท่ากับ 7·10 14 วินาที −1 เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นถึงหลายพันองศา องค์ประกอบของผลิตภัณฑ์ไฮโดรเจนไอออไนเซชันจะเปลี่ยนไปใช้โปรตอน - H +

แอปพลิเคชัน [ | ]

ลำแสงโปรตอนเร่งถูกนำมาใช้ในฟิสิกส์ทดลองของอนุภาคมูลฐาน (การศึกษากระบวนการกระเจิงและการผลิตลำแสงของอนุภาคอื่น ๆ) ในทางการแพทย์ (การบำบัดด้วยโปรตอนสำหรับมะเร็ง)

ดูเพิ่มเติม [ | ]

หมายเหตุ [ | ]

1. http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt ค่าคงที่ทางกายภาพพื้นฐาน --- รายการที่สมบูรณ์
2. ค่า CODATA: มวลโปรตอน
3. ค่า CODATA: มวลโปรตอนในตัวคุณ
4. อาเหม็ด ส.; และคณะ (2547) “ข้อจำกัดในการสลายตัวของนิวคลีออนผ่านโหมดที่มองไม่เห็นจากหอดูดาว Sudbury Neutrino” จดหมายทบทวนทางกายภาพ. 92 (10): 102004. arXiv: hep-ex/0310030- Bibcode:2004PhRvL..92j2004A. ดอย:10.1103/PhysRevLett.92.102004. PMID.
5. ค่า CODATA: พลังงานมวลโปรตอนเทียบเท่าใน MeV
6. ค่า CODATA: อัตราส่วนมวลโปรตอน-อิเล็กตรอน
7. , กับ. 67.
8. ฮอฟสตัดเตอร์ พี.โครงสร้างของนิวเคลียสและนิวคลีออน // Phys. - พ.ศ. 2506. - ต.81 ฉบับที่ 1. - หน้า 185-200. - ISSN - URL: http://ufn.ru/ru/articles/1963/9/e/
9. ชเชลคิน เค.ไอ.กระบวนการเสมือนและโครงสร้างของนิวคลีออน // ฟิสิกส์ของไมโครเวิลด์ - ม.: Atomizdat, 2508. - หน้า 75
10. การกระเจิงแบบยืดหยุ่น ปฏิกิริยาต่อพ่วงและการสั่นพ้อง // อนุภาคพลังงานสูง พลังงานสูงในอวกาศและห้องปฏิบัติการ - M.: Nauka, 1965. - หน้า 132.

แม่เหล็กไฟฟ้าและแรงโน้มถ่วง

โปรตอนมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหลักที่สร้างโดยดวงดาว โดยเฉพาะปฏิกิริยา หน้า- วงจรซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดพลังงานเกือบทั้งหมดที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ ลงมาจนถึงการรวมกันของโปรตอนสี่ตัวกลายเป็นนิวเคลียสฮีเลียม-4 พร้อมกับการเปลี่ยนโปรตอนสองตัวเป็นนิวตรอน

ในวิชาฟิสิกส์ จะใช้แทนโปรตอน พี(หรือ พี- การกำหนดทางเคมีของโปรตอน (ซึ่งถือเป็นไฮโดรเจนไอออนบวก) คือ H + การกำหนดทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์คือ HII

กำลังเปิด

คุณสมบัติของโปรตอน

อัตราส่วนของมวลโปรตอนและอิเล็กตรอน เท่ากับ 1836.152 673 89(17) โดยมีความแม่นยำ 0.002% เท่ากับค่า 6π 5 = 1836.118...

โครงสร้างภายในของโปรตอนได้รับการศึกษาเชิงทดลองครั้งแรกโดย R. Hofstadter โดยศึกษาการชนกันของลำอิเล็กตรอนพลังงานสูง (2 GeV) กับโปรตอน (รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ 1961) โปรตอนประกอบด้วยแกนกลางหนัก (แกนกลาง) มีรัศมีเซนติเมตร มีความหนาแน่นของมวลและประจุสูง บรรทุก อยู่ที่ 35% (\รูปแบบการแสดงผล \ประมาณ 35\,\%)ประจุไฟฟ้าของโปรตอนและเปลือกที่ค่อนข้างทำให้บริสุทธิ์ที่อยู่รอบๆ อยู่ห่างๆ. µ 0 , 25 ⋅ 10 − 13 (\รูปแบบการแสดงผล \ประมาณ 0(,)25\cdot 10^(-13))ถึง µ 1 , 4 ⋅ 10 − 13 (\รูปแบบการแสดงผล \ประมาณ 1(,)4\cdot 10^(-13))ซม. เปลือกนี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วย ρ - และ π - มีซอนเสมือนที่บรรทุกอยู่ อยู่ที่ 50% (\รูปแบบการแสดงผล \ประมาณ 50\,\%)ประจุไฟฟ้าของโปรตอนจึงไปไกล µ 2 , 5 ⋅ 10 − 13 (\รูปแบบการแสดงผล \ประมาณ 2(,)5\cdot 10^(-13)) cm ขยายเปลือกของ ω - และ π - มีซอนเสมือนออกไป โดยมีประจุประมาณ 15% ของประจุไฟฟ้าของโปรตอน

ความดันที่ศูนย์กลางของโปรตอนที่สร้างโดยควาร์กมีค่าประมาณ 10 35 Pa (10 30 บรรยากาศ) ซึ่งสูงกว่าความดันภายในดาวนิวตรอน

โมเมนต์แม่เหล็กของโปรตอนวัดโดยการวัดอัตราส่วนของความถี่เรโซแนนซ์ของการเคลื่อนที่ก่อนหน้าของโมเมนต์แม่เหล็กของโปรตอนในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอกับความถี่ไซโคลตรอนของวงโคจรวงกลมของโปรตอนในสนามเดียวกัน

ปริมาณทางกายภาพที่เกี่ยวข้องกับโปรตอนมีมิติเป็นความยาวอยู่สามปริมาณ:

การวัดรัศมีโปรตอนโดยใช้อะตอมไฮโดรเจนธรรมดา ดำเนินการด้วยวิธีการต่างๆ ตั้งแต่ปี 1960 เป็นต้นมา นำไปสู่ผลลัพธ์ (CODATA -2014) 0.8751 ± 0.0061 เฟมโตมิเตอร์(1 เอฟเอ็ม = 10 −15 ม.) การทดลองครั้งแรกกับอะตอมไฮโดรเจนมิวออน (โดยที่อิเล็กตรอนถูกแทนที่ด้วยมิวออน) ให้ผลลัพธ์ที่น้อยกว่า 4% สำหรับรัศมีนี้: 0.84184 ± 0.00067 fm สาเหตุของความแตกต่างนี้ยังไม่ชัดเจน

ประจุอ่อนของโปรตอนที่เรียกว่า ถาม w µ 1 − 4 บาป 2 θ Wซึ่งกำหนดการมีส่วนร่วมในการโต้ตอบที่อ่อนแอผ่านการแลกเปลี่ยน ซี 0 โบซอน (คล้ายกับวิธีที่ประจุไฟฟ้าของอนุภาคกำหนดการมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้าผ่านการแลกเปลี่ยนโฟตอน) คือ 0.0719 ± 0.0045 ตามการวัดการทดลองเกี่ยวกับการละเมิดความเท่าเทียมกันระหว่างการกระเจิงของอิเล็กตรอนโพลาไรซ์บนโปรตอน ค่าที่วัดได้มีความสอดคล้องกันภายในข้อผิดพลาดจากการทดลอง โดยมีการคาดการณ์ทางทฤษฎีของแบบจำลองมาตรฐาน (0.0708 ± 0.0003)

ความมั่นคง

โปรตอนอิสระมีความเสถียร การศึกษาเชิงทดลองไม่ได้เผยให้เห็นสัญญาณของการสลายใดๆ ของมัน (ขีดจำกัดล่างของอายุการใช้งานคือ 2.9⋅10 29 ปีโดยไม่คำนึงถึงช่องการสลายตัว, 8.2⋅10 33 ปีสำหรับการสลายตัวเป็นโพซิตรอนและไพออนที่เป็นกลาง, 6.6⋅ 10 33 ปีสำหรับการสลายตัวเป็นมิวออนเชิงบวกและไพออนที่เป็นกลาง) เนื่องจากโปรตอนเป็นแบริออนที่เบาที่สุด ความเสถียรของโปรตอนจึงเป็นผลมาจากกฎการอนุรักษ์เลขแบริออน โปรตอนไม่สามารถสลายตัวเป็นอนุภาคที่เบากว่าได้ (เช่น กลายเป็นโพซิตรอนและนิวตริโน) โดยไม่ละเมิดกฎนี้ อย่างไรก็ตาม ส่วนขยายทางทฤษฎีหลายประการของกระบวนการทำนายแบบจำลองมาตรฐาน (ยังไม่ได้สังเกต) ที่จะส่งผลให้เกิดการไม่อนุรักษ์จำนวนแบริออน และด้วยเหตุนี้โปรตอนจึงสลายตัว

โปรตอนที่จับกันในนิวเคลียสของอะตอมสามารถจับอิเล็กตรอนจากเปลือกอิเล็กตรอน K-, L- หรือ M ของอะตอมได้ (เรียกว่า "การจับอิเล็กตรอน") โปรตอนของนิวเคลียสของอะตอมเมื่อดูดซับอิเล็กตรอนแล้วจะกลายเป็นนิวตรอนและปล่อยนิวตริโนพร้อมกัน: พี+อี - →+ν จ - “รู” ในชั้น K-, L- หรือ M ที่เกิดขึ้นจากการจับอิเล็กตรอนจะเต็มไปด้วยอิเล็กตรอนจากชั้นอิเล็กตรอนที่อยู่ด้านบนของอะตอม โดยปล่อยรังสีเอกซ์ที่มีลักษณะเฉพาะซึ่งสอดคล้องกับเลขอะตอม ซี− 1 และ/หรืออิเล็กตรอนของสว่าน รู้จักไอโซโทปมากกว่า 1,000 ไอโซโทปจาก 7
4 ถึง 262
105 สลายตัวโดยการจับอิเล็กตรอน เมื่อมีพลังงานการสลายตัวสูงเพียงพอ (ด้านบน 2ฉัน อี ซี 2 γ 1.022 เมกะโวลท์) ช่องการสลายตัวที่แข่งขันกันจะเปิดขึ้น - การสลายตัวของโพซิตรอน พี → +อี ++ν จ - ควรเน้นย้ำว่ากระบวนการเหล่านี้เป็นไปได้เฉพาะกับโปรตอนในนิวเคลียสบางตัวเท่านั้น โดยที่พลังงานที่หายไปนั้นถูกเติมเต็มโดยการเปลี่ยนนิวตรอนที่เกิดขึ้นไปเป็นเปลือกนิวเคลียร์ส่วนล่าง สำหรับโปรตอนอิสระสิ่งเหล่านั้นเป็นสิ่งต้องห้ามตามกฎหมายอนุรักษ์พลังงาน

แหล่งที่มาของโปรตอนในเคมี ได้แก่ แร่ธาตุ (ไนตริก ซัลฟิวริก ฟอสฟอริก และอื่นๆ) และกรดอินทรีย์ (ฟอร์มิก อะซิติก ออกซาลิก และอื่นๆ) ในสารละลายที่เป็นน้ำ กรดสามารถแยกตัวออกจากกันด้วยการกำจัดโปรตอน ทำให้เกิดไฮโดรเนียมไอออนบวก

ในเฟสก๊าซจะได้โปรตอนจากการแตกตัวเป็นไอออน - การกำจัดอิเล็กตรอนออกจากอะตอมไฮโดรเจน ศักยภาพไอออไนเซชันของอะตอมไฮโดรเจนที่ไม่ถูกกระตุ้นคือ 13.595 eV เมื่อโมเลกุลไฮโดรเจนถูกไอออนไนซ์โดยอิเล็กตรอนเร็วที่ความดันบรรยากาศและอุณหภูมิห้อง โมเลกุลไฮโดรเจนไอออน (H 2 +) จะถูกสร้างขึ้นในขั้นต้น ซึ่งเป็นระบบทางกายภาพที่ประกอบด้วยโปรตอนสองตัวจับอยู่ด้วยกันที่ระยะห่าง 1.06 ด้วยอิเล็กตรอนหนึ่งตัว ตามที่พอลลิงกล่าวไว้ ความเสถียรของระบบดังกล่าวเกิดจากการสั่นพ้องของอิเล็กตรอนระหว่างโปรตอนสองตัวที่มี "ความถี่เรโซแนนซ์" เท่ากับ 7·10 14 วินาที −1 เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นถึงหลายพันองศา องค์ประกอบของผลิตภัณฑ์ไฮโดรเจนไอออไนเซชันจะเปลี่ยนไปใช้โปรตอน - H +

แอปพลิเคชัน

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

1. http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt ค่าคงที่ทางกายภาพพื้นฐาน --- รายการที่สมบูรณ์
2. ค่า CODATA: มวลโปรตอน
3. ค่า CODATA: มวลโปรตอนในตัวคุณ
4. อาเหม็ด ส.; และคณะ (2547) “ข้อจำกัดในการสลายตัวของนิวคลีออนผ่านโหมดที่มองไม่เห็นจากหอดูดาว Sudbury Neutrino” จดหมายทบทวนทางกายภาพ. 92 (10): 102004. arXiv: hep-ex/0310030- Bibcode:2004PhRvL..92j2004A. ดอย:10.1103/PhysRevLett.92.102004. PMID.
5. ค่า CODATA: พลังงานมวลโปรตอนเทียบเท่าใน MeV
6. ค่า CODATA: อัตราส่วนมวลโปรตอน-อิเล็กตรอน
7. , กับ. 67.
8. ฮอฟสตัดเตอร์ พี.โครงสร้างของนิวเคลียสและนิวคลีออน // Phys. - พ.ศ. 2506. - ต.81 ฉบับที่ 1. - หน้า 185-200. - ISSN - URL: http://ufn.ru/ru/articles/1963/9/e/
9. ชเชลคิน เค.ไอ.กระบวนการเสมือนและโครงสร้างของนิวคลีออน // ฟิสิกส์ของไมโครเวิลด์ - ม.: Atomizdat, 2508. - หน้า 75
10. Zhdanov G.B.การกระเจิงแบบยืดหยุ่น ปฏิกิริยาต่อพ่วงและการสั่นพ้อง // อนุภาคพลังงานสูง พลังงานสูงในอวกาศและห้องปฏิบัติการ - M.: Nauka, 1965. - หน้า 132.
11. เบิร์กเคิร์ต วี.ดี., เอลูอาดริริ แอล., กิรอด เอฟ. เอ็กซ์.การกระจายแรงดันภายในโปรตอน // ธรรมชาติ - 2561. - พฤษภาคม (ฉบับที่ 557 ฉบับที่ 7705). - ป.396-399. - ดอย:10.1038/s41586-018-0060-z.
12. เบธ, จี., มอร์ริสัน เอฟ.ทฤษฎีเบื้องต้นของนิวเคลียส - อ: อิลลินอยส์ 2499 - หน้า 48

โปรตอนมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหลักที่สร้างโดยดวงดาว โดยเฉพาะปฏิกิริยา หน้า- วงจรซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดพลังงานเกือบทั้งหมดที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ ลงมาจนถึงการรวมกันของโปรตอนสี่ตัวกลายเป็นนิวเคลียสฮีเลียม-4 พร้อมกับการเปลี่ยนโปรตอนสองตัวเป็นนิวตรอน

ในวิชาฟิสิกส์ จะใช้แทนโปรตอน พี(หรือ พี- การกำหนดทางเคมีของโปรตอน (ซึ่งถือเป็นไฮโดรเจนไอออนบวก) คือ H + การกำหนดทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์คือ HII

กำลังเปิด

คุณสมบัติของโปรตอน

อัตราส่วนของมวลโปรตอนและอิเล็กตรอน เท่ากับ 1836.152 673 89(17) โดยมีความแม่นยำ 0.002% เท่ากับค่า 6π 5 = 1836.118...

โครงสร้างภายในของโปรตอนได้รับการศึกษาเชิงทดลองครั้งแรกโดย R. Hofstadter โดยศึกษาการชนกันของลำอิเล็กตรอนพลังงานสูง (2 GeV) กับโปรตอน (รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ 1961) โปรตอนประกอบด้วยแกนกลางหนัก (แกนกลาง) มีรัศมีเซนติเมตร มีความหนาแน่นของมวลและประจุสูง บรรทุก อยู่ที่ 35% (\รูปแบบการแสดงผล \ประมาณ 35\,\%)ประจุไฟฟ้าของโปรตอนและเปลือกที่ค่อนข้างทำให้บริสุทธิ์ที่อยู่รอบๆ อยู่ห่างๆ. µ 0 , 25 ⋅ 10 − 13 (\รูปแบบการแสดงผล \ประมาณ 0(,)25\cdot 10^(-13))ถึง µ 1 , 4 ⋅ 10 − 13 (\รูปแบบการแสดงผล \ประมาณ 1(,)4\cdot 10^(-13))ซม. เปลือกนี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วย ρ - และ π - มีซอนเสมือนที่บรรทุกอยู่ อยู่ที่ 50% (\รูปแบบการแสดงผล \ประมาณ 50\,\%)ประจุไฟฟ้าของโปรตอนจึงไปไกล µ 2 , 5 ⋅ 10 − 13 (\รูปแบบการแสดงผล \ประมาณ 2(,)5\cdot 10^(-13)) cm ขยายเปลือกของ ω - และ π - มีซอนเสมือนออกไป โดยมีประจุประมาณ 15% ของประจุไฟฟ้าของโปรตอน

ความดันที่ศูนย์กลางของโปรตอนที่สร้างโดยควาร์กมีค่าประมาณ 10 35 Pa (10 30 บรรยากาศ) ซึ่งสูงกว่าความดันภายในดาวนิวตรอน

โมเมนต์แม่เหล็กของโปรตอนวัดโดยการวัดอัตราส่วนของความถี่เรโซแนนซ์ของการเคลื่อนที่ก่อนหน้าของโมเมนต์แม่เหล็กของโปรตอนในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอกับความถี่ไซโคลตรอนของวงโคจรวงกลมของโปรตอนในสนามเดียวกัน

ปริมาณทางกายภาพที่เกี่ยวข้องกับโปรตอนมีมิติเป็นความยาวอยู่สามปริมาณ:

การวัดรัศมีโปรตอนโดยใช้อะตอมไฮโดรเจนธรรมดา ดำเนินการด้วยวิธีการต่างๆ ตั้งแต่ปี 1960 เป็นต้นมา นำไปสู่ผลลัพธ์ (CODATA -2014) 0.8751 ± 0.0061 เฟมโตมิเตอร์(1 เอฟเอ็ม = 10 −15 ม.) การทดลองครั้งแรกกับอะตอมไฮโดรเจนมิวออน (โดยที่อิเล็กตรอนถูกแทนที่ด้วยมิวออน) ให้ผลลัพธ์ที่น้อยกว่า 4% สำหรับรัศมีนี้: 0.84184 ± 0.00067 fm สาเหตุของความแตกต่างนี้ยังไม่ชัดเจน

ความมั่นคง

โปรตอนอิสระมีความเสถียร การศึกษาเชิงทดลองไม่ได้เผยให้เห็นสัญญาณของการสลายใดๆ ของมัน (ขีดจำกัดล่างของอายุการใช้งานคือ 2.9⋅10 29 ปีโดยไม่คำนึงถึงช่องทางการสลาย, 1.6⋅10 34 ปีสำหรับการสลายตัวเป็นโพซิตรอนและไพออนที่เป็นกลาง, 7.7⋅ 10 33 ปีสำหรับการสลายตัวเป็นมิวออนเชิงบวกและไพออนที่เป็นกลาง) เนื่องจากโปรตอนเป็นแบริออนที่เบาที่สุด ความเสถียรของโปรตอนจึงเป็นผลมาจากกฎการอนุรักษ์เลขแบริออน โปรตอนไม่สามารถสลายตัวเป็นอนุภาคที่เบากว่าได้ (เช่น กลายเป็นโพซิตรอนและนิวตริโน) โดยไม่ละเมิดกฎนี้ อย่างไรก็ตาม ส่วนขยายทางทฤษฎีหลายประการของกระบวนการทำนายแบบจำลองมาตรฐาน (ยังไม่ได้สังเกต) ที่จะส่งผลให้เกิดการไม่อนุรักษ์จำนวนแบริออน และด้วยเหตุนี้โปรตอนจึงสลายตัว

โปรตอนที่จับกันในนิวเคลียสของอะตอมสามารถจับอิเล็กตรอนจากเปลือกอิเล็กตรอน K-, L- หรือ M ของอะตอมได้ (เรียกว่า "การจับอิเล็กตรอน") โปรตอนของนิวเคลียสของอะตอมเมื่อดูดซับอิเล็กตรอนแล้วจะกลายเป็นนิวตรอนและปล่อยนิวตริโนพร้อมกัน: พี+อี - →+ν จ - “รู” ในชั้น K-, L- หรือ M ที่เกิดขึ้นจากการจับอิเล็กตรอนจะเต็มไปด้วยอิเล็กตรอนจากชั้นอิเล็กตรอนที่อยู่ด้านบนของอะตอม โดยปล่อยรังสีเอกซ์ที่มีลักษณะเฉพาะซึ่งสอดคล้องกับเลขอะตอม ซี− 1 และ/หรืออิเล็กตรอนของสว่าน รู้จักไอโซโทปมากกว่า 1,000 ไอโซโทปจาก 7
4 ถึง 262
105 สลายตัวโดยการจับอิเล็กตรอน เมื่อมีพลังงานการสลายตัวสูงเพียงพอ (ด้านบน 2ฉัน อี ซี 2 γ 1.022 เมกะโวลท์) ช่องการสลายตัวที่แข่งขันกันจะเปิดขึ้น - การสลายตัวของโพซิตรอน พี → +อี ++ν จ - ควรเน้นย้ำว่ากระบวนการเหล่านี้เป็นไปได้เฉพาะกับโปรตอนในนิวเคลียสบางตัวเท่านั้น โดยที่พลังงานที่หายไปนั้นถูกเติมเต็มโดยการเปลี่ยนนิวตรอนที่เกิดขึ้นไปเป็นเปลือกนิวเคลียร์ส่วนล่าง สำหรับโปรตอนอิสระสิ่งเหล่านั้นเป็นสิ่งต้องห้ามตามกฎหมายอนุรักษ์พลังงาน

แหล่งที่มาของโปรตอนในเคมี ได้แก่ แร่ธาตุ (ไนตริก ซัลฟิวริก ฟอสฟอริก และอื่นๆ) และกรดอินทรีย์ (ฟอร์มิก อะซิติก ออกซาลิก และอื่นๆ) ในสารละลายที่เป็นน้ำ กรดสามารถแยกตัวออกจากกันด้วยการกำจัดโปรตอน ทำให้เกิดไฮโดรเนียมไอออนบวก

ในเฟสก๊าซจะได้โปรตอนจากการแตกตัวเป็นไอออน - การกำจัดอิเล็กตรอนออกจากอะตอมไฮโดรเจน ศักยภาพไอออไนเซชันของอะตอมไฮโดรเจนที่ไม่ถูกกระตุ้นคือ 13.595 eV เมื่อโมเลกุลไฮโดรเจนถูกไอออนไนซ์โดยอิเล็กตรอนเร็วที่ความดันบรรยากาศและอุณหภูมิห้อง โมเลกุลไฮโดรเจนไอออน (H 2 +) จะถูกสร้างขึ้นในขั้นต้น ซึ่งเป็นระบบทางกายภาพที่ประกอบด้วยโปรตอนสองตัวจับอยู่ด้วยกันที่ระยะห่าง 1.06 ด้วยอิเล็กตรอนหนึ่งตัว ตามที่พอลลิงกล่าวไว้ ความเสถียรของระบบดังกล่าวเกิดจากการสั่นพ้องของอิเล็กตรอนระหว่างโปรตอนสองตัวที่มี "ความถี่เรโซแนนซ์" เท่ากับ 7·10 14 วินาที −1 เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นถึงหลายพันองศา องค์ประกอบของผลิตภัณฑ์ไฮโดรเจนไอออไนเซชันจะเปลี่ยนไปใช้โปรตอน - H +

แอปพลิเคชัน

ลำแสงโปรตอนเร่งถูกนำมาใช้ในฟิสิกส์ทดลองของอนุภาคมูลฐาน (การศึกษากระบวนการกระเจิงและการผลิตลำแสงของอนุภาคอื่น ๆ) ในทางการแพทย์ (การบำบัดด้วยโปรตอนสำหรับมะเร็ง)

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

1. http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt ค่าคงที่ทางกายภาพพื้นฐาน --- รายการที่สมบูรณ์
2. ค่า CODATA: มวลโปรตอน
3. ค่า CODATA: มวลโปรตอนในตัวคุณ
4. อาเหม็ด ส.; และคณะ (2547) “ข้อจำกัดในการสลายตัวของนิวคลีออนผ่านโหมดที่มองไม่เห็นจากหอดูดาว Sudbury Neutrino” จดหมายทบทวนทางกายภาพ. 92 (10): 102004. arXiv: hep-ex/0310030- Bibcode:2004PhRvL..92j2004A. ดอย:10.1103/PhysRevLett.92.102004. PMID.
5. ค่า CODATA: พลังงานมวลโปรตอนเทียบเท่าใน MeV
6. ค่า CODATA: อัตราส่วนมวลโปรตอน-อิเล็กตรอน
7. , กับ. 67.
8. ฮอฟสตัดเตอร์ พี.โครงสร้างของนิวเคลียสและนิวคลีออน // Phys. - พ.ศ. 2506. - ต.81 ฉบับที่ 1. - หน้า 185-200. - ISSN - URL: http://ufn.ru/ru/articles/1963/9/e/
9. ชเชลคิน เค.ไอ.กระบวนการเสมือนและโครงสร้างของนิวคลีออน // ฟิสิกส์ของไมโครเวิลด์ - ม.: Atomizdat, 2508. - หน้า 75
10. Zhdanov G.B.การกระเจิงแบบยืดหยุ่น ปฏิกิริยาต่อพ่วงและการสั่นพ้อง // อนุภาคพลังงานสูง พลังงานสูงในอวกาศและห้องปฏิบัติการ - M.: Nauka, 1965. - หน้า 132.
11. เบิร์กเคิร์ต วี.ดี., เอลูอาดริริ แอล., กิรอด เอฟ. เอ็กซ์.การกระจายแรงดันภายในโปรตอน // ธรรมชาติ - 2561. - พฤษภาคม (ฉบับที่ 557 ฉบับที่ 7705). - ป.396-399. - ดอย:10.1038/s41586-018-0060-z.
12. เบธ, จี., มอร์ริสัน เอฟ.ทฤษฎีเบื้องต้นของนิวเคลียส - อ: อิลลินอยส์ 2499 - หน้า 48

ไฮโดรเจนซึ่งเป็นธาตุที่มีโครงสร้างที่ง่ายที่สุด มีประจุบวกและมีอายุการใช้งานเกือบไม่จำกัด เป็นอนุภาคที่เสถียรที่สุดในจักรวาล จึงเกิดโปรตอนขึ้นมา บิ๊กแบง, ยังไม่เลิกกัน มวลโปรตอนคือ 1.627*10-27 กก. หรือ 938.272 eV บ่อยครั้งที่ค่านี้แสดงเป็นอิเล็กตรอนโวลต์

โปรตอนถูกค้นพบโดย "พ่อ" ฟิสิกส์นิวเคลียร์เออร์เนสต์ รัทเธอร์ฟอร์ด. เขาตั้งสมมุติฐานว่านิวเคลียสของอะตอมทั้งหมด องค์ประกอบทางเคมีประกอบด้วยโปรตอน เนื่องจากมวลของพวกมันเกินกว่านิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจนเป็นจำนวนเต็มเท่า รัทเทอร์ฟอร์ดทำการทดลองที่น่าสนใจ ในขณะนั้นได้มีการค้นพบกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติของธาตุบางชนิดแล้ว โดยใช้รังสีอัลฟ่า (อนุภาคอัลฟ่า คือ นิวเคลียสของฮีเลียมด้วย พลังงานสูง) นักวิทยาศาสตร์ฉายรังสีอะตอมไนโตรเจน จากปฏิสัมพันธ์นี้ อนุภาคจึงลอยออกมา รัทเทอร์ฟอร์ดเสนอว่ามันคือโปรตอน การทดลองเพิ่มเติมในห้องฟองสบู่ของวิลสันยืนยันข้อสันนิษฐานของเขา ดังนั้นในปี 1913 จึงมีการค้นพบอนุภาคใหม่ แต่สมมติฐานของรัทเทอร์ฟอร์ดเกี่ยวกับองค์ประกอบของนิวเคลียส กลับกลายเป็นว่าไม่สามารถป้องกันได้

การค้นพบนิวตรอน

นักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่พบข้อผิดพลาดในการคำนวณของเขาและตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับการมีอยู่ของอนุภาคอื่นที่เป็นส่วนหนึ่งของนิวเคลียสและมีมวลเกือบเท่ากับโปรตอน จากการทดลองเขาไม่สามารถตรวจพบมันได้

สิ่งนี้ทำในปี 1932 โดย James Chadwick นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ เขาทำการทดลองโดยระดมยิงอะตอมเบริลเลียมด้วยอนุภาคอัลฟ่าพลังงานสูง ส่งผลให้ ปฏิกิริยานิวเคลียร์อนุภาคซึ่งต่อมาเรียกว่านิวตรอน บินออกจากนิวเคลียสเบริลเลียม สำหรับการค้นพบของเขา แชดวิกได้รับรางวัลโนเบลในอีกสามปีต่อมา

มวลของนิวตรอนแตกต่างจากมวลของโปรตอนเพียงเล็กน้อย (1.622 * 10-27 กก.) แต่อนุภาคนี้ไม่มีประจุ ในแง่นี้ มันเป็นกลางและในเวลาเดียวกันก็สามารถทำให้เกิดฟิชชันของนิวเคลียสหนักได้ เนื่องจากไม่มีประจุ นิวตรอนจึงสามารถผ่านสิ่งกีดขวางที่มีศักยภาพคูลอมบ์สูงและเจาะเข้าไปในโครงสร้างของนิวเคลียสได้อย่างง่ายดาย

โปรตอนและนิวตรอนมีคุณสมบัติควอนตัม (สามารถแสดงคุณสมบัติของอนุภาคและคลื่นได้) รังสีนิวตรอนใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางการแพทย์ ความสามารถในการทะลุทะลวงสูงทำให้การแผ่รังสีนี้สามารถไอออนไนซ์เนื้องอกที่ฝังลึกและการก่อตัวของมะเร็งอื่นๆ และตรวจจับพวกมันได้ ในกรณีนี้พลังงานของอนุภาคค่อนข้างต่ำ

นิวตรอนเป็นอนุภาคที่ไม่เสถียรซึ่งแตกต่างจากโปรตอน อายุการใช้งานประมาณ 900 วินาที มันสลายตัวเป็นโปรตอน อิเล็กตรอน และอิเล็กตรอนนิวตริโน

โปรตอน ( อนุภาคมูลฐาน)

ทฤษฎีสนามของอนุภาคมูลฐานซึ่งดำเนินการภายใต้กรอบของวิทยาศาสตร์นั้นมีพื้นฐานมาจากรากฐานที่ได้รับการพิสูจน์โดยฟิสิกส์:

• ไฟฟ้าพลศาสตร์คลาสสิก
• กลศาสตร์ควอนตัม (ไม่มีอนุภาคเสมือนที่ขัดแย้งกับกฎการอนุรักษ์พลังงาน)
• กฎการอนุรักษ์เป็นกฎพื้นฐานของฟิสิกส์

นี่คือความแตกต่างพื้นฐานระหว่างแนวทางทางวิทยาศาสตร์ที่ใช้โดยทฤษฎีสนามของอนุภาคมูลฐาน - ทฤษฎีที่แท้จริงจะต้องดำเนินการอย่างเคร่งครัดภายใต้กฎแห่งธรรมชาติ นี่คือวิทยาศาสตร์

การใช้อนุภาคมูลฐานที่ไม่มีอยู่ในธรรมชาติ การประดิษฐ์ปฏิสัมพันธ์พื้นฐานที่ไม่มีอยู่ในธรรมชาติ หรือแทนที่ปฏิสัมพันธ์ที่มีอยู่ในธรรมชาติด้วยอนุภาคที่เหลือเชื่อ โดยไม่สนใจกฎของธรรมชาติ มีส่วนร่วมในการจัดการทางคณิตศาสตร์กับพวกมัน (สร้างรูปลักษณ์ของวิทยาศาสตร์) - นี่คือนิทานเทพนิยายมากมายที่ส่งต่อมาเป็นวิทยาศาสตร์ เป็นผลให้ฟิสิกส์หลุดเข้าสู่โลกแห่งเทพนิยายทางคณิตศาสตร์ ตัวละครในเทพนิยาย รุ่นมาตรฐาน(ควาร์กกับกลูออน) พร้อมด้วยกราวิตอนและเทพนิยาย" ทฤษฎีควอนตัม"ได้เจาะเข้าไปในตำราฟิสิกส์แล้ว - และเป็นเด็กที่ทำให้เข้าใจผิดโดยถ่ายทอดเทพนิยายทางคณิตศาสตร์ตามความเป็นจริง ผู้สนับสนุนฟิสิกส์ใหม่ที่ซื่อสัตย์พยายามต่อต้านสิ่งนี้ แต่พลังไม่เท่ากัน และเป็นเช่นนั้นจนกระทั่งปี 2010 ก่อนการมาถึงของสนามนี้ ทฤษฎีอนุภาคมูลฐาน เมื่อการต่อสู้เพื่อการฟื้นฟู ฟิสิกส์-วิทยาศาสตร์ ได้ก้าวไปสู่ระดับการเผชิญหน้าอย่างเปิดเผยกับของแท้ ทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ด้วยเทพนิยายทางคณิตศาสตร์ที่ยึดอำนาจในฟิสิกส์ของไมโครเวิลด์ (และไม่เพียงเท่านั้น)

แต่มนุษยชาติคงไม่รู้เกี่ยวกับความสำเร็จของฟิสิกส์ใหม่หากไม่มีอินเทอร์เน็ต เครื่องมือค้นหา และความสามารถในการพูดความจริงอย่างอิสระบนหน้าเว็บไซต์ สำหรับสิ่งพิมพ์ที่สร้างรายได้จากวิทยาศาสตร์ผู้ที่อ่านสิ่งเหล่านี้ในปัจจุบันเพื่อเงินเมื่อสามารถรับข้อมูลที่จำเป็นบนอินเทอร์เน็ตได้อย่างรวดเร็วและอิสระ

1 โปรตอนเป็นอนุภาคมูลฐาน
2 เมื่อฟิสิกส์ยังคงเป็นวิทยาศาสตร์
3 โปรตอนในวิชาฟิสิกส์
รัศมี 4 โปรตอน
5 โมเมนต์แม่เหล็กของโปรตอน
6 สนามไฟฟ้าของโปรตอน

6.1 สนามไฟฟ้าโปรตอนในโซนไกล
6.2 ประจุไฟฟ้าของโปรตอน
6.3 สนามไฟฟ้าของโปรตอนในโซนใกล้

7 มวลส่วนที่เหลือของโปรตอน
8 อายุการใช้งานของโปรตอน
9 ความจริงเกี่ยวกับโมเดลมาตรฐาน
10 ฟิสิกส์ใหม่: โปรตอน - สรุป

Ernest Rutherford ในปี 1919 ขณะฉายนิวเคลียสไนโตรเจนด้วยอนุภาคอัลฟา สังเกตการก่อตัวของนิวเคลียสของไฮโดรเจน รัทเทอร์ฟอร์ดเรียกอนุภาคที่เกิดจากการชนว่าโปรตอน ภาพถ่ายแรกของรอยทางโปรตอนในห้องเมฆถ่ายในปี พ.ศ. 2468 โดยแพทริค แบล็คเก็ตต์ แต่ไฮโดรเจนไอออนเอง (ซึ่งเป็นโปรตอน) เป็นที่รู้จักมานานก่อนการทดลองของรัทเธอร์ฟอร์ด
ปัจจุบันนี้ในศตวรรษที่ 21 ฟิสิกส์สามารถบอกเล่าเรื่องราวเกี่ยวกับโปรตอนได้อีกมากมาย

1 โปรตอนเป็นอนุภาคมูลฐาน

แนวคิดทางฟิสิกส์เกี่ยวกับโครงสร้างของโปรตอนเปลี่ยนไปเมื่อฟิสิกส์พัฒนาขึ้น
ในตอนแรกฟิสิกส์ถือว่าโปรตอนเป็นอนุภาคมูลฐานจนกระทั่งปี 1964 เมื่อ GellMann และ Zweig เสนอสมมติฐานควาร์กอย่างเป็นอิสระ

ในขั้นต้น แบบจำลองควาร์กของฮาดรอนถูกจำกัดอยู่เพียงสามควาร์กสมมุติและปฏิปักษ์ของพวกมัน สิ่งนี้ทำให้สามารถอธิบายสเปกตรัมของอนุภาคมูลฐานที่รู้จักในขณะนั้นได้อย่างถูกต้อง โดยไม่ต้องคำนึงถึงเลปตอนซึ่งไม่สอดคล้องกับแบบจำลองที่เสนอ ดังนั้นจึงได้รับการยอมรับว่าเป็นอนุภาคมูลฐานพร้อมกับควาร์ก ราคานี้คือการแนะนำประจุไฟฟ้าแบบเศษส่วนที่ไม่มีอยู่ในธรรมชาติ จากนั้น เมื่อฟิสิกส์พัฒนาขึ้นและมีข้อมูลการทดลองใหม่ แบบจำลองควาร์กก็ค่อยๆ เติบโตและเปลี่ยนแปลง จนกลายเป็นแบบจำลองมาตรฐานในที่สุด

นักฟิสิกส์ได้ค้นหาอนุภาคสมมุติใหม่อย่างขยันขันแข็ง การค้นหาควาร์กได้ดำเนินการใน รังสีคอสมิกโดยธรรมชาติแล้ว (เนื่องจากประจุไฟฟ้าที่เป็นเศษส่วนไม่สามารถชดเชยได้) และที่คันเร่ง
ทศวรรษผ่านไป พลังของตัวเร่งความเร็วเพิ่มขึ้น และผลลัพธ์ของการค้นหาควาร์กสมมุติก็เหมือนเดิมเสมอ: ควาร์กไม่พบในธรรมชาติ.

เมื่อเห็นโอกาสการตายของแบบจำลองควาร์ก (และรุ่นมาตรฐาน) ผู้สนับสนุนจึงได้แต่งและนำเสนอเทพนิยายให้กับมนุษยชาติซึ่งพบร่องรอยของควาร์กในการทดลองบางอย่าง - เป็นไปไม่ได้ที่จะตรวจสอบข้อมูลนี้ - ข้อมูลการทดลองได้รับการประมวลผลโดยใช้แบบจำลองมาตรฐาน และจะให้ข้อมูลบางอย่างตามที่ต้องการเสมอ ประวัติความเป็นมาของฟิสิกส์รู้ตัวอย่างต่างๆ เมื่ออีกอนุภาคหนึ่งแทรกเข้าไป การเปลี่ยนแปลงข้อมูลการทดลองครั้งสุดท้ายคือการเลื่อนของเวกเตอร์มีซอนซึ่งเป็นฮิกส์โบซอนที่น่าทึ่ง ซึ่งคาดว่าจะรับผิดชอบต่อมวลของอนุภาค แต่ในขณะเดียวกัน เวลาไม่สร้างสนามโน้มถ่วง นิทานคณิตศาสตร์เรื่องนี้ยังได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์อีกด้วย ในกรณีของเรา คลื่นนิ่งของอิเล็กโทรดสำรองถูกเลื่อนเข้ามาเหมือนควาร์กนางฟ้า สนามแม่เหล็กเกี่ยวกับสิ่งที่พวกเขาเขียน ทฤษฎีคลื่นอนุภาคมูลฐาน

เมื่อบัลลังก์ภายใต้โมเดลมาตรฐานเริ่มสั่นไหวอีกครั้ง ผู้สนับสนุนได้แต่งและส่งเทพนิยายเรื่องใหม่สำหรับเด็กๆ ที่เรียกว่า "การกักขัง" สู่มนุษยชาติ ใดๆ คนกำลังคิดจะเห็นการเยาะเย้ยกฎการอนุรักษ์พลังงานในทันทีซึ่งเป็นกฎพื้นฐานของธรรมชาติ แต่ผู้สนับสนุนโมเดลมาตรฐานไม่ต้องการเห็นความเป็นจริง

2 เมื่อฟิสิกส์ยังคงเป็นวิทยาศาสตร์

เมื่อฟิสิกส์ยังคงเป็นวิทยาศาสตร์ ความจริงไม่ได้ถูกกำหนดโดยความคิดเห็นของคนส่วนใหญ่ แต่โดยการทดลอง นี่คือความแตกต่างพื้นฐานระหว่างฟิสิกส์-วิทยาศาสตร์กับเทพนิยายทางคณิตศาสตร์ที่ส่งต่อกันในรูปแบบฟิสิกส์
การทดลองทั้งหมดเพื่อค้นหาควาร์กสมมุติ(ยกเว้นในกรณีที่หลุดลอยไปในความเชื่อของคุณภายใต้หน้ากากของข้อมูลการทดลอง) ได้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนแล้วว่า ไม่มีควาร์กในธรรมชาติ.

ขณะนี้ผู้สนับสนุนโมเดลมาตรฐานกำลังพยายามแทนที่ผลลัพธ์ของการทดลองทั้งหมด ซึ่งกลายเป็นโทษประหารชีวิตสำหรับโมเดลมาตรฐานด้วยความคิดเห็นร่วมกันของพวกเขา ส่งต่อให้เป็นไปตามความเป็นจริง แต่ไม่ว่าเทพนิยายจะดำเนินต่อไปนานแค่ไหนก็ยังคงมีจุดจบ คำถามเดียวก็คือจุดจบจะเป็นเช่นไร: ผู้สนับสนุนโมเดลมาตรฐานจะแสดงความฉลาด ความกล้าหาญ และเปลี่ยนจุดยืนของตนตามคำตัดสินของการทดลองที่เป็นเอกฉันท์ (หรือมากกว่า: คำตัดสินของธรรมชาติ) ไม่เช่นนั้นพวกเขาจะถูกส่งไปยังประวัติศาสตร์ท่ามกลาง เสียงหัวเราะสากล ฟิสิกส์ใหม่ - ฟิสิกส์แห่งศตวรรษที่ 21เหมือนกับนักเล่าเรื่องที่พยายามหลอกลวงมวลมนุษยชาติ ทางเลือกเป็นของพวกเขา

ตอนนี้เกี่ยวกับโปรตอนเอง

3 โปรตอนในวิชาฟิสิกส์

โปรตอน - อนุภาคมูลฐานหมายเลขควอนตัม L=3/2 (สปิน = 1/2) - หมู่แบริออน, กลุ่มย่อยโปรตอน, ประจุไฟฟ้า +e (การจัดระบบตามทฤษฎีสนามของอนุภาคมูลฐาน)
ตามทฤษฎีสนามของอนุภาคมูลฐาน (ทฤษฎีที่สร้างขึ้นบนรากฐานทางวิทยาศาสตร์และเป็นทฤษฎีเดียวที่ได้รับสเปกตรัมที่ถูกต้องของอนุภาคมูลฐานทั้งหมด) โปรตอนประกอบด้วยสนามแม่เหล็กไฟฟ้าสลับโพลาไรซ์ที่หมุนได้ซึ่งมีส่วนประกอบคงที่ ข้อความที่ไม่มีมูลทั้งหมดของแบบจำลองมาตรฐานที่ว่าโปรตอนคาดว่าจะประกอบด้วยควาร์กไม่เกี่ยวข้องกับความเป็นจริงเลย - ฟิสิกส์ได้ทดลองพิสูจน์แล้วว่าโปรตอนมี สนามแม่เหล็กไฟฟ้าและสนามโน้มถ่วงด้วย ฟิสิกส์เดาได้อย่างชาญฉลาดว่าอนุภาคมูลฐานไม่เพียงแต่มีสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเมื่อ 100 ปีที่แล้วเท่านั้น แต่ยังไม่สามารถสร้างทฤษฎีได้จนกระทั่งปี 2010 ตอนนี้ในปี 2558 ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของอนุภาคมูลฐานก็ปรากฏขึ้นเช่นกัน ธรรมชาติทางแม่เหล็กไฟฟ้าแรงโน้มถ่วงและสมการที่ได้รับ สนามโน้มถ่วงอนุภาคมูลฐานแตกต่างจากสมการแรงโน้มถ่วงโดยมีการสร้างเทพนิยายทางคณิตศาสตร์มากกว่าหนึ่งเรื่องในฟิสิกส์

ใน ช่วงเวลาปัจจุบันทฤษฎีสนามของอนุภาคมูลฐาน (ต่างจากแบบจำลองมาตรฐาน) ไม่ขัดแย้งกับข้อมูลการทดลองเกี่ยวกับโครงสร้างและสเปกตรัมของอนุภาคมูลฐาน ดังนั้นฟิสิกส์จึงถือได้ว่าเป็นทฤษฎีที่ทำงานในธรรมชาติ

โครงสร้างของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของโปรตอน(สนามไฟฟ้าคงที่ E, สนามแม่เหล็กคงที่ H, สีเหลืองทำเครื่องหมายสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับ)
ความสมดุลของพลังงาน (เปอร์เซ็นต์ของพลังงานภายในทั้งหมด):

• สนามไฟฟ้าคงที่ (E) - 0.346%,
• สนามแม่เหล็กคงที่ (H) - 7.44%
• สนามแม่เหล็กไฟฟ้าสลับ - 92.21%

ตามมาด้วยว่าสำหรับโปรตอน m 0~ =0.9221m 0 และประมาณ 8 เปอร์เซ็นต์ของมวลของมันกระจุกตัวอยู่ในสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กคงที่ อัตราส่วนระหว่างพลังงานที่เข้มข้นในสนามแม่เหล็กคงที่ของโปรตอนและพลังงานที่เข้มข้นในสนามไฟฟ้าคงที่คือ 21.48 สิ่งนี้อธิบายถึงการมีอยู่ของพลังนิวเคลียร์ในโปรตอน.

สนามไฟฟ้าของโปรตอนประกอบด้วยสองบริเวณ: พื้นที่ด้านนอกโดยมีประจุบวกและบริเวณด้านในมีประจุลบ ความแตกต่างในประจุของบริเวณด้านนอกและด้านในจะเป็นตัวกำหนดประจุไฟฟ้าทั้งหมดของโปรตอน +e การหาปริมาณขึ้นอยู่กับเรขาคณิตและโครงสร้างของอนุภาคมูลฐาน

และนี่คือลักษณะปฏิสัมพันธ์พื้นฐานของอนุภาคมูลฐานที่มีอยู่จริงในธรรมชาติ:

รัศมี 4 โปรตอน

ทฤษฎีสนามของอนุภาคมูลฐานกำหนดรัศมี (r) ของอนุภาคเป็นระยะทางจากศูนย์กลางไปยังจุดที่ทำให้มีความหนาแน่นของมวลสูงสุด

สำหรับโปรตอนจะเป็น 3.4212 ∙ 10 -16 ม. ในการนี้เราต้องเพิ่มความหนาของชั้นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและจะได้รัศมีของพื้นที่ที่โปรตอนครอบครอง:

สำหรับโปรตอน จะเป็น 4.5616 ∙10 -16 ม. ดังนั้น ขอบด้านนอกของโปรตอนจึงอยู่ห่างจากศูนย์กลางของอนุภาคที่ระยะ 4.5616 ∙10 -16 ม สนามไฟฟ้าคงที่และสนามแม่เหล็กคงที่ของโปรตอนตามกฎของพลศาสตร์ไฟฟ้านั้นอยู่นอกรัศมีนี้

5 โมเมนต์แม่เหล็กของโปรตอน

ตรงกันข้ามกับทฤษฎีควอนตัม ทฤษฎีสนามของอนุภาคมูลฐานระบุว่าสนามแม่เหล็กของอนุภาคมูลฐานไม่ได้ถูกสร้างขึ้นโดยการหมุนรอบตัวเองของประจุไฟฟ้า แต่มีอยู่พร้อมกันกับสนามไฟฟ้าคงที่ซึ่งเป็นองค์ประกอบคงที่ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า นั่นเป็นเหตุผล อนุภาคมูลฐานทั้งหมดที่มีสนามแม่เหล็กคงที่จะมี หมายเลขควอนตัม L>0.
ทฤษฎีสนามแม่เหล็กของอนุภาคมูลฐานไม่ได้ถือว่าโมเมนต์แม่เหล็กของโปรตอนมีความผิดปกติ - ค่าของมันจะถูกกำหนดโดยชุดของตัวเลขควอนตัมถึงขอบเขตที่ กลศาสตร์ควอนตัมทำงานในอนุภาคมูลฐาน
ดังนั้นโมเมนต์แม่เหล็กหลักของโปรตอนจึงถูกสร้างขึ้นโดยกระแสสองกระแส:

• (+) โดยมีโมเมนต์แม่เหล็ก +2 (eħ/m 0 s)
• (-) โดยมีโมเมนต์แม่เหล็ก -0.5 (eħ/m 0 s)

เพื่อให้ได้โมเมนต์แม่เหล็กที่เป็นผลลัพธ์ของโปรตอน จำเป็นต้องบวกทั้งสองโมเมนต์ คูณด้วยเปอร์เซ็นต์ของพลังงานที่มีอยู่ในคลื่นซึ่งสลับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของโปรตอน (หารด้วย 100%) และเพิ่มส่วนประกอบสปิน (ดูทฤษฎีสนามของ อนุภาคมูลฐาน ตอนที่ 2 ตอนที่ 3.2) เราได้ 1.3964237 เอ๊ะ/ม 0p c ในการที่จะแปลงเป็นแมกนีตันนิวเคลียร์ธรรมดา จำนวนผลลัพธ์จะต้องคูณด้วยสอง - ในที่สุดเราก็ได้ 2.7928474

เมื่อฟิสิกส์แนะนำว่า ช่วงเวลาแม่เหล็กอนุภาคมูลฐานถูกสร้างขึ้นโดยการหมุนรอบของประจุไฟฟ้า มีการเสนอหน่วยที่เกี่ยวข้องสำหรับการวัด: สำหรับโปรตอนจะเป็น eh/2m 0p c (โปรดจำไว้ว่าค่าการหมุนของโปรตอนคือ 1/2) เรียกว่า แมกนีตันนิวเคลียร์ ตอนนี้ 1/2 สามารถละเว้นได้ เนื่องจากไม่มีภาระทางความหมาย และเหลือเพียง eh/m 0p c

แต่จริงๆ แล้ว ไม่มีกระแสไฟฟ้าภายในอนุภาคมูลฐาน แต่มีสนามแม่เหล็ก (และไม่มีประจุไฟฟ้า แต่มีสนามไฟฟ้า) เป็นไปไม่ได้ที่จะแทนที่สนามแม่เหล็กของแท้ของอนุภาคมูลฐานด้วยสนามแม่เหล็กของกระแส (เช่นเดียวกับสนามไฟฟ้าของแท้ของอนุภาคมูลฐานด้วยสนามประจุไฟฟ้า) โดยไม่สูญเสียความแม่นยำ - สนามเหล่านี้มีลักษณะที่แตกต่างกัน มีพลศาสตร์ไฟฟ้าอื่นๆ อยู่ที่นี่ - ไฟฟ้าพลศาสตร์ของฟิสิกส์สนาม ซึ่งยังไม่ได้ถูกสร้างขึ้น เช่นเดียวกับฟิสิกส์สนามเอง

6 สนามไฟฟ้าของโปรตอน

6.1 สนามไฟฟ้าโปรตอนในโซนไกล

ความรู้ฟิสิกส์เกี่ยวกับโครงสร้าง สนามไฟฟ้าโปรตอนเปลี่ยนไปเมื่อฟิสิกส์ก้าวหน้าไป ในตอนแรกเชื่อกันว่าสนามไฟฟ้าของโปรตอนคือสนามของประจุไฟฟ้าแบบจุด +e สำหรับสาขานี้จะมี:
ศักยภาพสนามไฟฟ้าของโปรตอน ณ จุด (A) ในโซนไกล (r > > rp) อย่างแน่นอน ในระบบ SI เท่ากับ:

ความเครียด E ของสนามไฟฟ้าโปรตอนในโซนไกล (r > > rp) อย่างแน่นอน ในระบบ SI เท่ากับ:

ที่ไหน n = ร/|ร| - เวกเตอร์หน่วยจากศูนย์กลางโปรตอนไปในทิศทางของจุดสังเกต (A), r - ระยะห่างจากศูนย์กลางโปรตอนไปยังจุดสังเกต, e - ประจุไฟฟ้าเบื้องต้น, เวกเตอร์เป็นตัวหนา, ε 0 - ค่าคงที่ทางไฟฟ้า, r p =Lħ /(m 0~ c ) - รัศมีของโปรตอนในทฤษฎีสนาม, L - เลขควอนตัมหลักของโปรตอนในทฤษฎีสนาม, ħ - ค่าคงตัวของพลังค์, ม. 0~ - ค่าของมวลที่มีอยู่ในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าสลับของโปรตอนที่อยู่นิ่ง, C - ความเร็วแสง (ไม่มีตัวคูณในระบบ GHS ตัวคูณ SI)

นิพจน์ทางคณิตศาสตร์เหล่านี้ถูกต้องสำหรับโซนไกลของสนามไฟฟ้าของโปรตอน: r p แต่ฟิสิกส์สันนิษฐานว่าความถูกต้องของพวกมันขยายไปยังโซนใกล้ด้วย โดยมีระยะห่างประมาณ 10 -14 ซม.

6.2 ประจุไฟฟ้าของโปรตอน

ในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20 ฟิสิกส์เชื่อว่าโปรตอนมีประจุไฟฟ้าเพียงประจุเดียวและมีค่าเท่ากับ +e

หลังจากการเกิดขึ้นของสมมติฐานควาร์ก ฟิสิกส์เสนอว่าภายในโปรตอนไม่มีประจุไฟฟ้าเพียงประจุเดียว แต่มีประจุไฟฟ้าสามประจุ: ประจุไฟฟ้า +2e/3 สองประจุ และประจุไฟฟ้า -e/3 หนึ่งประจุ โดยรวมแล้ว ค่าใช้จ่ายเหล่านี้ให้ +e สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะฟิสิกส์เสนอว่าโปรตอนมีโครงสร้างที่ซับซ้อนและประกอบด้วยอัพควาร์กสองตัวที่มีประจุ +2e/3 และควาร์กหนึ่งตัวที่มีประจุ -e/3 แต่ไม่พบควาร์กในธรรมชาติหรือในเครื่องเร่งด้วยพลังงานใดๆ ก็ตาม และควาร์กยังคงดำรงอยู่โดยอาศัยศรัทธา (ซึ่งเป็นสิ่งที่ผู้สนับสนุนแบบจำลองมาตรฐานทำ) หรือมองหาโครงสร้างอื่นของอนุภาคมูลฐาน แต่ในขณะเดียวกัน ข้อมูลการทดลองเกี่ยวกับอนุภาคมูลฐานก็สะสมอย่างต่อเนื่องในฟิสิกส์ และเมื่อมันสะสมมากพอที่จะคิดใหม่เกี่ยวกับสิ่งที่ทำไปแล้ว ทฤษฎีสนามของอนุภาคมูลฐานก็ถือกำเนิดขึ้น

ตามทฤษฎีสนามของอนุภาคมูลฐาน สนามไฟฟ้าคงที่ของอนุภาคมูลฐานที่มีเลขควอนตัม L>0 ทั้งที่มีประจุและเป็นกลาง ถูกสร้างขึ้นโดยองค์ประกอบคงที่ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของอนุภาคมูลฐานที่สอดคล้องกัน(ประจุไฟฟ้าเป็นสาเหตุหลักของสนามไฟฟ้าอย่างที่ฟิสิกส์เชื่อกันในศตวรรษที่ 19 ไม่ใช่ประจุไฟฟ้า แต่สนามไฟฟ้าของอนุภาคมูลฐานนั้นสอดคล้องกับสนามประจุไฟฟ้า) และสนามประจุไฟฟ้าเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากความไม่สมดุลระหว่างซีกโลกภายนอกและซีกโลกในทำให้เกิดสนามไฟฟ้าที่มีสัญญาณตรงกันข้าม สำหรับอนุภาคมูลฐานที่มีประจุ สนามของประจุไฟฟ้าเบื้องต้นจะถูกสร้างขึ้นในโซนไกล และเครื่องหมายของประจุไฟฟ้าจะถูกกำหนดโดยเครื่องหมายของสนามไฟฟ้าที่เกิดจากซีกโลกรอบนอก ในโซนใกล้ สนามนี้มีโครงสร้างที่ซับซ้อนและเป็นไดโพล แต่ไม่มีโมเมนต์ไดโพล สำหรับคำอธิบายโดยประมาณของสนามนี้ในฐานะระบบประจุแบบจุด จะต้องมี "ควาร์ก" อย่างน้อย 6 ตัวในโปรตอน - มันจะแม่นยำยิ่งขึ้นหากเราใช้ "ควาร์ก" 8 ตัว เห็นได้ชัดว่าประจุไฟฟ้าของ "ควาร์ก" ดังกล่าวจะแตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากที่แบบจำลองมาตรฐาน (พร้อมควาร์ก) พิจารณาโดยสิ้นเชิง

ทฤษฎีสนามของอนุภาคมูลฐานได้กำหนดไว้แล้วว่าโปรตอนสามารถแยกแยะได้ เช่นเดียวกับอนุภาคมูลฐานที่มีประจุบวกอื่นๆ ประจุไฟฟ้า 2 อัน และรัศมีไฟฟ้า 2 อันตามลำดับ:

• รัศมีไฟฟ้าของสนามไฟฟ้าคงที่ภายนอก (ประจุ q + =+1.25e) - r q+ = 4.39 · 10 -14 ซม.
• รัศมีไฟฟ้าของสนามไฟฟ้าคงที่ภายใน (ประจุ q - = -0.25e) - r q- = 2.45 · 10 -14 ซม.

คุณลักษณะของสนามไฟฟ้าโปรตอนเหล่านี้สอดคล้องกับการกระจายตัวของทฤษฎีสนามที่ 1 ของอนุภาคมูลฐาน ฟิสิกส์ยังไม่ได้ทดลองสร้างความแม่นยำ ได้รับการแจกจ่ายและการกระจายแบบใดที่แม่นยำที่สุดสอดคล้องกับโครงสร้างที่แท้จริงของสนามไฟฟ้าคงที่ของโปรตอนในโซนใกล้ เช่นเดียวกับโครงสร้างของสนามไฟฟ้าของโปรตอนในโซนใกล้ (ที่ระยะห่างของลำดับ rp) อย่างที่คุณเห็น ประจุไฟฟ้ามีขนาดใกล้เคียงกันกับประจุของควาร์ก (+4/3e=+1.333e และ -1/3e=-0.333e) ในโปรตอน แต่ไม่เหมือนกับควาร์กตรงที่มีสนามแม่เหล็กไฟฟ้าอยู่ในนั้น และมีโครงสร้างคงที่คล้าย ๆ กัน อนุภาคมูลฐานใด ๆ ที่มีประจุบวกจะมีสนามไฟฟ้า โดยไม่คำนึงถึงขนาดของการหมุนและ... .

ค่าของรัศมีไฟฟ้าสำหรับอนุภาคมูลฐานแต่ละอนุภาคนั้นไม่ซ้ำกันและถูกกำหนดโดยเลขควอนตัมหลักในทฤษฎีสนาม L ค่าของมวลที่เหลือ เปอร์เซ็นต์ของพลังงานที่มีอยู่ในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าสลับ (ที่กลศาสตร์ควอนตัมทำงาน ) และโครงสร้างขององค์ประกอบคงที่ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของอนุภาคมูลฐาน (เหมือนกันสำหรับอนุภาคมูลฐานทั้งหมดที่กำหนดโดยเลขควอนตัมหลัก L) ทำให้เกิดสนามไฟฟ้าคงที่ภายนอก รัศมีไฟฟ้าระบุตำแหน่งเฉลี่ยของประจุไฟฟ้าที่กระจายสม่ำเสมอรอบๆ เส้นรอบวง ทำให้เกิดสนามไฟฟ้าที่คล้ายกัน ประจุไฟฟ้าทั้งสองอยู่ในระนาบเดียวกัน (ระนาบการหมุนของสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับของอนุภาคมูลฐาน) และมีจุดศูนย์กลางร่วมกันซึ่งเกิดขึ้นพร้อมกับจุดศูนย์กลางการหมุนของสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับของอนุภาคมูลฐาน

6.3 สนามไฟฟ้าของโปรตอนในโซนใกล้

เมื่อทราบขนาดของประจุไฟฟ้าภายในอนุภาคมูลฐานและตำแหน่งของประจุแล้ว จึงสามารถกำหนดสนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้นได้

สนามไฟฟ้าของโปรตอนในโซนใกล้ (r~r p) ในระบบ SI เมื่อเป็นผลรวมเวกเตอร์ จะเท่ากับโดยประมาณ:

ที่ไหน n+ = ร +/|r + | - หน่วยเวกเตอร์จากจุดใกล้ (1) หรือไกล (2) ของประจุโปรตอน q + ในทิศทางของจุดสังเกต (A) ไม่มี = ร-/|ร - | - หน่วยเวกเตอร์จากจุดใกล้ (1) หรือไกล (2) ของประจุโปรตอน q - ในทิศทางของจุดสังเกต (A), r - ระยะห่างจากศูนย์กลางของโปรตอนถึงเส้นโครงของจุดสังเกตไปยัง ระนาบโปรตอน, q + - ประจุไฟฟ้าภายนอก +1.25e, q - - ประจุไฟฟ้าภายใน -0.25e, เวกเตอร์ถูกเน้นด้วยตัวหนา, ε 0 - ค่าคงที่ทางไฟฟ้า, z - ความสูงของจุดสังเกต (A) (ระยะห่างจาก จุดสังเกตไปที่ระนาบโปรตอน) r 0 - พารามิเตอร์การทำให้เป็นมาตรฐาน (ไม่มีตัวคูณในระบบ GHS ตัวคูณ SI)

นิพจน์ทางคณิตศาสตร์นี้คือผลรวมของเวกเตอร์ และต้องคำนวณตามกฎของการบวกเวกเตอร์ เนื่องจากนี่คือสนามของประจุไฟฟ้าแบบกระจาย 2 ค่า (+1.25e และ -0.25e) เทอมที่หนึ่งและสามสอดคล้องกับจุดใกล้ของประจุส่วนที่สองและสี่ - ไปยังจุดไกล นิพจน์ทางคณิตศาสตร์นี้ใช้ไม่ได้ในบริเวณภายใน (วงแหวน) ของโปรตอน โดยจะสร้างสนามคงที่ (หากตรงตามเงื่อนไขสองประการพร้อมกัน: ħ/m 0~ c
ศักย์สนามไฟฟ้าโปรตอนที่จุด (A) ในโซนใกล้ (r~r p) ในระบบ SI มีค่าประมาณเท่ากับ:

โดยที่ r 0 เป็นพารามิเตอร์การทำให้เป็นมาตรฐาน ค่านี้อาจแตกต่างจาก r 0 ในสูตร E (ในระบบ SGS ไม่มีตัวคูณ SI ตัวประกอบ) นิพจน์ทางคณิตศาสตร์นี้ใช้ไม่ได้ในพื้นที่ภายใน (วงแหวน) ของโปรตอน ซึ่งสร้างฟิลด์คงที่ (ด้วยการดำเนินการพร้อมกันของสองเงื่อนไข: ħ/m 0~ c
การสอบเทียบ r 0 สำหรับนิพจน์สนามใกล้ทั้งสองจะต้องดำเนินการที่ขอบเขตของภูมิภาคที่สร้างสนามโปรตอนคงที่

7 มวลส่วนที่เหลือของโปรตอน

ตามหลักพลศาสตร์ไฟฟ้าแบบดั้งเดิมและสูตรของไอน์สไตน์ มวลที่เหลือของอนุภาคมูลฐานที่มีเลขควอนตัม L>0 รวมถึงโปรตอนด้วย ได้รับการกำหนดให้เทียบเท่ากับพลังงานของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของพวกมัน:

ที่ไหน อินทิกรัลที่แน่นอนถูกนำไปยังสนามแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมดของอนุภาคมูลฐาน E คือความแรงของสนามไฟฟ้า H คือความแรงของสนามแม่เหล็ก ส่วนประกอบทั้งหมดของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าจะถูกนำมาพิจารณาที่นี่: สนามไฟฟ้าคงที่, สนามแม่เหล็กคงที่, สนามแม่เหล็กไฟฟ้าสลับ สูตรที่มีขนาดเล็ก แต่มีความจุทางฟิสิกส์มากนี้ บนพื้นฐานของสมการสำหรับสนามโน้มถ่วงของอนุภาคมูลฐานที่ได้มา จะส่ง "ทฤษฎี" เทพนิยายมากกว่าหนึ่งเรื่องไปยังกองเศษเหล็ก - นั่นคือสาเหตุที่ผู้เขียนบางคนจะ เกลียดมัน

ดังสูตรข้างต้นนี้ ค่าของมวลที่เหลือของโปรตอนขึ้นอยู่กับสภาวะที่โปรตอนตั้งอยู่- ดังนั้น การวางโปรตอนไว้ในสนามไฟฟ้าภายนอกคงที่ (เช่น นิวเคลียสของอะตอม) จะส่งผลต่อ E 2 ซึ่งจะส่งผลต่อมวลของโปรตอนและความเสถียรของมัน สถานการณ์ที่คล้ายกันนี้จะเกิดขึ้นเมื่อมีการวางโปรตอนไว้ในสนามแม่เหล็กคงที่ ดังนั้นคุณสมบัติบางอย่างของโปรตอนภายในนิวเคลียสของอะตอมจึงแตกต่างจากคุณสมบัติเดียวกันของโปรตอนอิสระในสุญญากาศซึ่งอยู่ห่างไกลจากสนามแม่เหล็ก

8 อายุการใช้งานของโปรตอน

อายุขัยของโปรตอนที่สร้างขึ้นโดยฟิสิกส์สอดคล้องกับโปรตอนอิสระ

ทฤษฎีสนามของอนุภาคมูลฐานระบุไว้เช่นนั้น อายุการใช้งานของอนุภาคมูลฐานขึ้นอยู่กับสภาวะที่อนุภาคตั้งอยู่- โดยการวางโปรตอนไว้ในสนามภายนอก (เช่น สนามไฟฟ้า) เราจะเปลี่ยนพลังงานที่มีอยู่ในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของมัน คุณสามารถเลือกสัญลักษณ์ของสนามภายนอกเพื่อให้พลังงานภายในของโปรตอนเพิ่มขึ้น คุณสามารถเลือกค่าความแรงของสนามแม่เหล็กภายนอกจนโปรตอนสลายตัวเป็นนิวตรอน โพซิตรอน และอิเล็กตรอนนิวตริโนได้ ดังนั้นโปรตอนจึงไม่เสถียร นี่คือสิ่งที่สังเกตได้ในนิวเคลียสของอะตอม ซึ่งสนามไฟฟ้าของโปรตอนที่อยู่ใกล้เคียงจะกระตุ้นให้โปรตอนของนิวเคลียสสลายตัว เมื่อมีการเพิ่มพลังงานเข้าไปในนิวเคลียส การสลายตัวของโปรตอนสามารถเริ่มต้นได้ที่ความแรงของสนามแม่เหล็กภายนอกที่ต่ำกว่า

หนึ่ง คุณสมบัติที่น่าสนใจ: ในระหว่างการสลายตัวของโปรตอนในนิวเคลียสของอะตอมในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของนิวเคลียสโพซิตรอนเกิดจากพลังงานของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า - จาก "สสาร" (โปรตอน) "ปฏิสสาร" (โพซิตรอน) ถือกำเนิด!!! และนี่ก็ไม่ได้ทำให้ใครแปลกใจเลย

9 ความจริงเกี่ยวกับโมเดลมาตรฐาน

ตอนนี้เรามาทำความคุ้นเคยกับข้อมูลที่ผู้สนับสนุน Standard Model จะไม่อนุญาตให้เผยแพร่บนเว็บไซต์ที่ "ถูกต้องทางการเมือง" (เช่น Wikipedia ของโลก) ซึ่งฝ่ายตรงข้ามของ New Physics สามารถลบ (หรือบิดเบือน) ข้อมูลของผู้สนับสนุนได้อย่างไร้ความปราณี ของฟิสิกส์ใหม่อันเป็นผลให้ความจริงตกเป็นเหยื่อของการเมือง:

ในปี พ.ศ. 2507 Gellmann และ Zweig เสนอสมมติฐานเกี่ยวกับการดำรงอยู่ของควาร์กอย่างอิสระ โดยความเห็นของพวกเขาประกอบด้วยแฮดรอน อนุภาคใหม่นี้มีประจุไฟฟ้าเป็นเศษส่วนซึ่งไม่มีอยู่ในธรรมชาติ
เลปตันไม่เหมาะกับแบบจำลองควาร์ก ซึ่งต่อมาได้ขยายเป็นแบบจำลองมาตรฐาน ดังนั้นจึงได้รับการยอมรับว่าเป็นอนุภาคมูลฐานอย่างแท้จริง
เพื่ออธิบายความเชื่อมโยงของควาร์กในแฮดรอน จึงสันนิษฐานว่ามีปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรงและพาหะของมันที่เรียกว่ากลูออน กลูออนตามที่คาดไว้ในทฤษฎีควอนตัมนั้นมีหน่วยการหมุน การระบุตัวตนของอนุภาคและปฏิอนุภาค และมวลนิ่งเป็นศูนย์เหมือนกับโฟตอน
ในความเป็นจริงในธรรมชาติไม่มีปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรงของควาร์กสมมุติ แต่เป็นแรงนิวเคลียร์ของนิวคลีออน - และสิ่งเหล่านี้เป็นแนวคิดที่แตกต่างกัน

50 ปีผ่านไปแล้ว ไม่เคยพบควาร์กในธรรมชาติ และเทพนิยายทางคณิตศาสตร์เรื่องใหม่ได้ถูกประดิษฐ์ขึ้นสำหรับเราที่เรียกว่า "การกักขัง" ผู้คิดสามารถเห็นได้ง่ายถึงการไม่คำนึงถึงกฎพื้นฐานของธรรมชาติอย่างโจ่งแจ้งนั่นคือกฎแห่งการอนุรักษ์พลังงาน แต่คนที่มีความคิดก็จะทำเช่นนี้ และผู้เล่าเรื่องก็ได้รับข้อแก้ตัวที่เหมาะกับพวกเขา

ไม่พบกลูออนในธรรมชาติ ความจริงก็คือ มีเพียงเวกเตอร์มีซอนเท่านั้น (และอีกสถานะของมีซอนที่ตื่นเต้นอีกสถานะหนึ่ง) เท่านั้นที่สามารถมีหน่วยการหมุนตามธรรมชาติได้ แต่เวกเตอร์มีซอนแต่ละตัวมีปฏิปักษ์ - นั่นเป็นเหตุผล มีซอนเวกเตอร์ไม่เหมาะสำหรับ "กลูออน"- ยังมีสถานะของมีซอนที่น่าตื่นเต้นเก้าสถานะแรก แต่มี 2 สถานะที่ขัดแย้งกับแบบจำลองมาตรฐาน และแบบจำลองมาตรฐานไม่รู้จักการมีอยู่ของพวกมันในธรรมชาติ และส่วนที่เหลือได้รับการศึกษาอย่างดีจากฟิสิกส์ และจะไม่สามารถผ่านมันไปได้ กลายเป็นกลูออนอันแสนวิเศษ มีทางเลือกสุดท้าย: การส่งผ่านสถานะที่ถูกผูกไว้ของคู่เลปตัน (มิวออนหรือเทาเลปตัน) เป็นกลูออน - แต่ถึงกระนั้นก็สามารถคำนวณได้ในระหว่างการสลายตัว

ดังนั้น, นอกจากนี้ยังไม่มีกลูออนในธรรมชาติ เช่นเดียวกับที่ไม่มีควาร์กและมีปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งในธรรมชาติที่สมมติขึ้นมา.
คุณคิดว่าผู้สนับสนุน Standard Model ไม่เข้าใจสิ่งนี้ - พวกเขายังคงเข้าใจอยู่ แต่เป็นเรื่องน่าสะอิดสะเอียนที่ต้องยอมรับความเข้าใจผิดในสิ่งที่พวกเขาทำมานานหลายทศวรรษ นั่นเป็นสาเหตุที่เราเห็นเทพนิยายทางคณิตศาสตร์ใหม่ๆ (สตริง “ทฤษฎี” ฯลฯ)

10 ฟิสิกส์ใหม่: โปรตอน - บทสรุป

ในส่วนหลักของบทความฉันไม่ได้พูดถึงรายละเอียดเกี่ยวกับควาร์กนางฟ้า (ด้วยกลูออนนางฟ้า) เนื่องจากพวกมันไม่ได้อยู่ในธรรมชาติและไม่มีประเด็นใดที่จะเติมเทพนิยายให้เต็มหัว (โดยไม่จำเป็น) - และไม่มีองค์ประกอบพื้นฐานของ รากฐาน: ควาร์กที่มีกลูออน แบบจำลองมาตรฐานพังทลายลง - ช่วงเวลาแห่งการครอบงำทางฟิสิกส์ เสร็จสมบูรณ์ (ดูแบบจำลองมาตรฐาน)

คุณสามารถเพิกเฉยต่อสถานที่แห่งแม่เหล็กไฟฟ้าในธรรมชาติได้นานเท่าที่คุณต้องการ (พบกับมันในทุกขั้นตอน: แสง, การแผ่รังสีความร้อน, ไฟฟ้า, โทรทัศน์, วิทยุ, การสื่อสารทางโทรศัพท์รวมถึงโทรศัพท์มือถือ, อินเทอร์เน็ต โดยที่มนุษยชาติจะไม่รู้จัก การดำรงอยู่ของอนุภาคมูลฐานทฤษฎีสนาม ...) และยังคงคิดค้นนิทานใหม่ๆ เพื่อทดแทนเรื่องที่ล้มละลาย ส่งต่อเป็นวิทยาศาสตร์ คุณสามารถทำซ้ำ TALES ของแบบจำลองมาตรฐานและทฤษฎีควอนตัมที่จดจำไว้ต่อไปได้ด้วยความพากเพียรที่คู่ควรกับการใช้งานที่ดีกว่า แต่สนามแม่เหล็กไฟฟ้าในธรรมชาติเคยเป็น เป็น จะเป็น และสามารถทำได้โดยไม่มีอนุภาคเสมือนจริงในเทพนิยาย เช่นเดียวกับแรงโน้มถ่วงที่เกิดจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้า แต่เทพนิยายมีเวลาเกิดและเวลาที่พวกมันหยุดมีอิทธิพลต่อผู้คน ในส่วนของธรรมชาติ เทพนิยายหรือกิจกรรมวรรณกรรมอื่นๆ ของมนุษย์นั้นไม่สนใจ แม้ว่าจะได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ก็ตาม ธรรมชาติมีโครงสร้างตามโครงสร้าง และหน้าที่ของฟิสิกส์-วิทยาศาสตร์คือการทำความเข้าใจและอธิบายธรรมชาติ

ตอนนี้มันเปิดอยู่ตรงหน้าคุณแล้ว โลกใหม่- โลกแห่งสนามไดโพลซึ่งการมีอยู่ของฟิสิกส์แห่งศตวรรษที่ 20 ไม่ได้สงสัยด้วยซ้ำ คุณเห็นว่าโปรตอนไม่มีประจุไฟฟ้าเพียงอันเดียว แต่มีประจุไฟฟ้าสองอัน (ภายนอกและภายใน) และมีรัศมีไฟฟ้าที่สอดคล้องกันสองอัน คุณเห็นสิ่งที่ประกอบกันเป็นมวลที่เหลือของโปรตอน และฮิกส์โบซอนในจินตนาการนั้นไม่ทำงาน (การตัดสินใจของคณะกรรมการโนเบลยังไม่เป็นไปตามกฎธรรมชาติ...) ยิ่งไปกว่านั้น ขนาดของมวลและอายุขัยยังขึ้นอยู่กับสนามที่มีโปรตอนอยู่ด้วย เพียงเพราะโปรตอนอิสระมีความเสถียรไม่ได้หมายความว่ามันจะคงที่ตลอดเวลาและทุกที่ (สังเกตการสลายตัวของโปรตอนในนิวเคลียสของอะตอม) ทั้งหมดนี้นอกเหนือไปจากแนวคิดที่ครอบงำฟิสิกส์ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ยี่สิบ - ฟิสิกส์แห่งศตวรรษที่ 21 - ฟิสิกส์ยุคใหม่เข้ามาสู่ ระดับใหม่ความรู้ในเรื่องและการค้นพบใหม่ที่น่าสนใจรอเราอยู่

วลาดิมีร์ โกรูโนวิช