Masa protonu, masa protonu, wynosi 1,672 621 637 (83) x 10 -27 kg lub 938,272013 (23) MeV / c2lub 1,007 276 466 77 (10) u (to zunifikowane jednostki masy atomowej).
Najdokładniejsze pomiary masy protonu pochodzą z eksperymentów z pułapkami Penninga, które są wykorzystywane do badania właściwości stabilnie naładowanych cząstek. Zasadniczo badana cząstka jest ograniczona kombinacją pól magnetycznych i elektrycznych w komorze próżniowej, a jej prędkość jest zmniejszana za pomocą różnych technik, takich jak chłodzenie laserem. Po uwięzieniu, stosunek masy do ładunku protonu, deuteronu (jądro atomu deuteru), pojedynczo naładowanej cząsteczki wodoru itp. Można zmierzyć z dużą precyzją, a na ich podstawie oszacować masę protonu.
Byłoby miło, gdyby eksperymentalnie obserwowana masa protonu była taka sama jak uzyskana z teorii. Ale jak obliczyć z teorii masę protonu?
Teoria ta to chromodynamika kwantowa, w skrócie QCD, i jest ona silną odpowiednikiem elektrodynamiki kwantowej (QED). Ponieważ proton składa się z trzech kwarków - dwóch w górę i jednego w dół - jego masa jest masą tych kwarków i masą energii wiązania. Jest to bardzo trudne obliczenie, częściowo dlatego, że kwarki i gluony w protonie oddziałują na wiele sposobów, ale opublikowane wyniki zgadzają się z eksperymentem z dokładnością do jednego lub dwóch procent.
Zasadniczo proton ma masę z powodu bozonu Higgsa… przynajmniej robi to zgodnie z bardzo udanym standardowym modelem fizyki cząstek. Jedynym problemem jest to, że bozon Higgsa nie został jeszcze wykryty (Wielki Zderzacz Hadronów został zbudowany z odnalezieniem bozonu Higgsa jako kluczowego celu!).
Chcesz poznać wartość „oficjalną”? Sprawdź CODATA. Jak porównuje się masę protonów z masą anty-protonu? Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się! A jak określić masę protonową na podstawie pierwszych (teoretycznych) zasad? W tym artykule CNRS wyjaśniono, w jaki sposób.
Więcej do odkrycia dzięki opowieściom czasopisma Space Magazine: Nowe oszacowanie masy bozonu Higgsa, Czy prawa natury są takie same wszędzie we wszechświecie? Zapomnij o gwiazdach neutronowych, gwiazdy kwarku mogą być najgęstszymi ciałami we wszechświecie na początek.
Epizody obsady astronomii Silne i słabe siły nuklearne, Wielki zderzacz hadronów i Poszukiwanie bozonu Higgsa oraz Inside the Atom dadzą ci lepszy wgląd w masę protonów; Sprawdź je!
Źródła:
Newton Zapytaj naukowca
Wikipedia
