Proton ima tri dijela, dva kvarka i jedan kvark i gluone koje ovi tri kvarka razmjenjuju, tako djeluje jaka (nuklearna) sila da ih spriječi da izađu.
Protonski svijet potpuno je kvantni, pa ga je u cijelosti opisano samo nekoliko brojeva, što karakterizira njegov spin (tehnički pojam, ne treba brkati sa svakodnevnom engleskom riječi; protonov je zavrtanj 1/2), električni naboj (+1 e, ili 1.602176487 (40) × 10-19 C), izospin (također 1/2) i parnost (+1). Ova svojstva su izvedena izravno iz dijelova protona, tri kvarka; na primjer, gornji kvark ima električni naboj +2/3 e, a donji -1/3 e, koji iznosi +1 e. Drugi primjer, naboj boje: protoni imaju naboj boje nula, ali svaki od njegovih sastavnih tri kvarka ima naboj boje bez nule - jedan je „plav“, jedan „crveni“, a jedan „zeleni“ - što znači 'do nule (naravno, naboj u boji nema nikakve veze s bojama koje vi i ja vidim našim očima!).
Murray Gell-Mann i George Zweig samostalno su došli do ideje da su protonski dijelovi kvarkovi 1964. godine (iako su tek nekoliko godina kasnije dobili dobre dokaze za postojanje takvih dijelova). Gell-Mann je kasnije za to dobio Nobelovu nagradu za fiziku i drugi rad na temeljnim česticama (Zweig tek treba dobiti Nobela).
Kvantna teorija koja opisuje jaku interakciju (ili jaku nuklearnu silu) je kvantna kromodinamika, ukratko QCD (nazvana dijelom po 'bojama' kvarkova), i ovo objašnjava zašto protoni imaju masu koju čini. Masa gorećeg kvarka je oko 2,4 MeV (mega-elektronski volti; fizičari čestica mjere masu u MeV / c2), a sniženje oko 4,8 MeV. Gluoni, poput fotona, su bez mase, pa bi proton trebao imati masu od oko 9,6 MeV (= 2 x 2,4 + 4,8), zar ne? Ali to je, u stvari, 938 MeV! QCD objašnjava tu ogromnu razliku po energiji QCD vakuuma unutar protona; u osnovi, samoenergija neprekidnih interakcija kvarkova i gluona.
Daljnje čitanje: Fizika RHIC-a (Nacionalni laboratorij u Brookhavenu), Kako se protoni i neutroni drže zajedno u jezgri? Jesu li protoni i neutroni temeljni? (Pustolovina čestica) su tri dobra mjesta koja trebate ići!
Neki od članaka iz Space Magazina relevantni za protonske dijelove su: Konačni detektor na mjestu velikog hadronskog sudara, Skriveni dućani Deuterium otkriveni na Mliječnom putu i Nova otkrića istraživanja Temeljna sila nisu se promijenila tijekom vremena.
Dvije epizode iz astronomske emisije koje nećete htjeti propustiti, na protonskim dijelovima: Jake i slabe nuklearne sile i Unutar Atoma.
izvori:
Chem4Kids
Wikipedija
