Масата на протона, протонната маса, е 1.672 621 637 (83) x 10 -27 kg или 938.272013 (23) MeV / c2или 1.007 276 466 77 (10) u (това е унифицирани единици за атомна маса).
Най-точните измервания на масата на протона идват от експерименти с капани на Пеннинг, които се използват за изследване на свойствата на стабилно заредените частици. По принцип, изследваната частица е ограничена от комбинация от магнитни и електрически полета в евакуирана камера, а скоростта й е намалена чрез различни техники, като например лазерно охлаждане. След като бъде хванат, съотношението маса към заряд на протона, деутерона (ядро на деутериев атом), еднократно заредена молекула водород и т.н. може да бъде измерено с висока точност и от тях се изчислява масата на протона.
Би било хубаво, ако експериментално наблюдаваната маса на протона беше същата като тази, получена от теорията. Но как да разбера каква трябва да бъде масата на протона от теорията?
Теорията е квантова хромодинамика, или QCD за кратко, и е силната сила, равна на квантовата електродинамика (QED). Тъй като протонът е съставен от три кварка - два нагоре и един надолу, неговата маса е масата на тези кварки и масата на свързващата енергия. Това е много трудно изчисление за изпълнение, отчасти защото има толкова много начини взаимодействието на кваркове и глюони в протона, но публикуваните резултати са съгласни с експеримента в рамките на процент или два.
По-съществено, протона има маса заради бозона на Хигс ... поне, това става според изключително успешния стандартен модел на физиката на частиците. Единствената неприятност е, че бозонът на Хигс все още не е открит (Големият адронен сблъсък е създаден с намирането на Хигсовия бозон като ключова цел!).
Искате ли да знаете „официалната“ стойност? Вижте CODATA. И как протонната маса се сравнява с масата на анти-протона? Щракнете тук, за да разберете! И как да определим протонната маса от първите (теоретични) принципи? Тази статия от CNRS обяснява как.
Още за разглеждане, с историите на Space Magazine: Нова оценка за масата на Хигс Бозон, законите на природата еднакви ли са навсякъде във Вселената? И забравете неутронните звезди, звездите на Quark може да са най-плътните тела във Вселената са три добри такива, за да започнете.
Епизоди на астрономията в ролите Силни и слаби ядрени сили, Големият адронен сблъсък и търсенето на Хигс Босон и Вътре в Атома ще ви дадат повече представа за протонната маса; провери ги!
Източници:
Нютон Попитайте учен
Wikipedia
