Протонът има три части, два нагоре кварки и един надолу кварк ... и глуоните, които тези три кварка си разменят, което действа силната (ядрена) сила, за да не ги измъкне.
Светът на протона е напълно квантов и затова е описан изцяло само с шепа числа, характеризиращи завъртането му (технически термин, който не трябва да се бърка с ежедневната английска дума; завъртането на протона е 1/2), електрически такса (+1 e, или 1.602176487 (40) × 10-19 В), изоспин (също 1/2) и паритет (+1). Тези свойства са получени директно от тези на протонните части, трите кварка; например, нагоре кваркът има електрически заряд от +2/3 e, а надолу -1/3 e, който се равнява на +1 e. Друг пример, цветен заряд: протона има цветен заряд от нула, но всеки от неговите съставни три кварка има ненулев цветен заряд - един е „син“, един „червен“ и един „зелен“ - който „сума 'до нула (разбира се, цветният заряд няма нищо общо с цветовете, които вие и аз виждам с очите ни!).
Мъри Гел-Ман и Джордж Цвайг независимо дойдоха с идеята, че частите на протона са кваркове през 1964 г. (макар че едва няколко години по-късно бяха получени добри доказателства за съществуването на такива части). По-късно Гел-Ман е удостоен с Нобелова награда по физика за това и за друга работа по фундаментални частици (Цвайг все още не е получил Нобел).
Квантовата теория, която описва силното взаимодействие (или силната ядрена сила), е квантовата хромодинамика, QCD за кратко (наречена отчасти след "цветовете" на кваркове), и това обяснява защо протона има масата, която прави. Виждате ли, масата на горния кварк е около 2,4 MeV (мега-електронни волта; физиците на частици измерват масата в MeV / c2), а понижението е около 4,8 MeV. Глуоните, като фотоните, са без маса, така че протонът трябва да има маса от около 9,6 МеВ (= 2 х 2,4 + 4,8), нали? Но всъщност е 938 MeV! QCD отчита тази огромна разлика от енергията на QCD вакуума вътре в протона; по същество, самоенергията на непрекъснати взаимодействия на кваркове и глуони.
Допълнително четене: Физиката на РЗИК (Национална лаборатория в Брукхейвен), Как протоните и неутроните се държат заедно в ядро? И дали протоните и неутроните са фундаментални? (Приключението на частиците) са три добри места!
Някои от статиите в космическото списание, отнасящи се до частите на протона, са: Крайният детектор на мястото на големия адронов колайдер, скритите магазини на деутерий, открити по Млечния път, и новите проучвания, откриващи основни сили, не са се променили във времето.
Два епизода с астрономически роли, които няма да искате да пропуснете, в протонни части: Силните и слабите ядрени сили и Вътре в Атома.
Източници:
Chem4Kids
Wikipedia
