Protonfritt - basvärde elementarpartikelfysik

Om du är bekant med strukturen av atomen, vet du förmodligen att en atom av någon del består av tre typer av elementarpartiklar: protoner, elektroner, neutroner. Protoner i kombination med neutroner för att bilda kärnan hos ett kemiskt element. Eftersom laddningen av proton är positivt kärnan alltid positivt laddade. Den elektriska laddningen hos atomkärnan kompenserade moln omgivande andra elementarpartiklar. Den negativt laddade elektron - detta är komponentatomerna som stabiliserar den laddning av en proton. Beroende på hur många elektroner omger kärnan, kan elementet vara antingen elektriskt neutral (i fallet med lika antal protoner och elektroner i atom), eller ha en positiv eller negativ laddning (i fallet med brist eller överskott av elektroner, respektive). elementet atomen som bär en viss laddning, kallad jon.

Det är viktigt att komma ihåg att det är antalet protoner bestäms av egenskaperna hos elementen och deras ställning i det periodiska systemet det. D.I. Mendeleeva. Finns i nucleus neutronerna har utan kostnad. På grund av det faktum att massan av neutron och proton korrelerade och praktiskt taget lika med varandra, och massan av elektronen är försumbar jämfört med dem (i 1836 gånger mindre än massan för en proton), antalet neutroner i sin kärna har en mycket viktig roll, nämligen, bestämmer stabiliteten hos systemet och hastigheten för sönderfallet av radioaktiva kärnor. Halt av neutronen bestäms genom isotop (sort) hos elementet.

Emellertid, på grund av missanpassning av den stora massan av de laddade partiklar, protoner och elektroner har olika specifik laddning (detta värde bestäms av förhållandet mellan de elementära partiklarna av laddning till sin vikt). Följaktligen är den andel av proton laddningen 9.578756 (27) x 107 C / kg mot -1,758820088 (39) vid x 1011 elektroner. På grund av de höga specifika laddningsvärden av fria protoner inte kan existera i flytande media: de ger fukt.

Massa och ansvarar för proton - en viss storlek, som kunde fastställa i början av förra seklet. Vem av forskarna gjorde det - en av de största - öppnandet av det tjugonde århundradet? I 1913, Rutherford, baserat på det faktum att den stora massan av alla de kända kemiska element är större än massan av en väteatom till ett helt antal gånger, föreslog att kärnan av väteatomen som ingår i kärnan av en atom av något element. Något senare Rutherford genomförde ett experiment, i vilket studerade interaktionen med kväve nuclei alfapartiklar. Som ett resultat av experimentet från kärnan av en atom flög partikel som Rutherford kallade "proton" (från det grekiska ordet "protos" - den första) och föreslog att det är kärnan av väteatomen. Antagandet har visat experimentellt i upprepning av denna vetenskaplig erfarenhet i molnet kammaren.

Rutherford samma hypotes om förekomsten av partikeln i atomkärnan gjordes 1920, som är lika med massan av protonen, men bär ingen elektrisk laddning. Det var dock inte möjligt att upptäcka denna partikel till Rutherford. Men 1932, hans elev Chadwick experimentellt bevisat förekomsten av neutroner i kärnan - partiklar som förutspått Rutherford, ungefär lika protonmassan. Identifiera neutroner var svårt eftersom de inte har någon elektrisk laddning och därmed inte kommer i samverkan med andra kärnor. Brist på laddning förklaras av egenskaperna hos neutroner som en mycket hög genomslagskraft.

Protoner och neutroner är bundna i atomkärnan är mycket stark kraft. Nu fysik konvergera på tanken att dessa två grundläggande kärnpartiklar är mycket lika varandra. Så de har samma rygg och kärnvapen agera på dem helt lika. Den enda skillnaden - den positiva laddningen hos protonen, neutronen samma har utan kostnad. Men eftersom den elektriska laddningen i kärn interaktioner har ingen betydelse, det kan endast ses som ett slags proton etikett. Om däremot beröva proton elektrisk laddning, kommer han att förlora sin individualitet.