Proton ima tri dele, dva kvarka in en kvark ... ter gluone, ki si jih ti trije kvarki izmenjujejo, tako deluje močna (jedrska) sila, da jim prepreči izstop.
Protonov svet je popolnoma kvantni, zato ga v celoti opisuje le peščica številk, ki označuje njegovo vrtenje (tehnični izraz, ki ga ne smemo zamenjati z vsakdanjo angleško besedo; protonov spin je 1/2), električni polnjenje (+1 e, ali 1.602176487 (40) × 10-19 C), izospin (tudi 1/2) in parnost (+1). Te lastnosti izhajajo neposredno iz lastnosti protonskih delov, treh kvarkov; na primer, gorski kvark ima električni naboj +2/3 e, dol navzdol pa -1/3 e, kar pomeni +1 e. Drugi primer, barvni naboj: protona ima barvni naboj nič, vendar ima vsak njegov sestavni del tri kvarke barvni naboj, ki ni nič - eden je „modri“, en „rdeč“ in en „zelen“ - kar pomeni "do ničle (barvni naboj seveda nima nobene zveze z barvami, ki jih vidiš z našimi očmi!).
Murray Gell-Mann in George Zweig sta se samostojno lotila ideje, da so protonski deli leta 1964 kvarki (čeprav šele nekaj let kasneje niso bili dobri dokazi za obstoj takšnih delov). Za to je Gell-Mann pozneje dobil Nobelovo nagrado za fiziko in drugo delo na temeljnih delcih (Zweig še ni prejel nobelovca).
Kvantna teorija, ki opisuje močno interakcijo (ali močno jedrsko silo), je kvantna kromodinamika, na kratko QCD (poimenovana delno po "barvah" kvarkov), in to pojasnjuje, zakaj ima proton takšno maso. Veste, masa gorskih kvarkov je približno 2,4 MeV (mega-elektronski volti; fiziki delcev merijo maso v MeV / c2), znižanje pa približno 4,8 MeV. Gluoni, tako kot fotoni, so brez mase, zato naj bi imel proton maso približno 9,6 MeV (= 2 x 2,4 + 4,8), kajne? Je pa v resnici 938 MeV! QCD povzroča to ogromno razliko glede na energijo vakuuma QCD znotraj protona; v bistvu samoenergijo nenehnih interakcij kvarkov in gluonov.
Nadaljnje branje: Fizika RHIC (Brookhaven National Lab), Kako se protoni in nevtroni držijo skupaj v jedru? In ali so protoni in nevtroni temeljni? (Pustolovščina z delci) so tri dobra mesta!
Nekateri članki vesoljskega časopisa, ki se nanašajo na protonske dele, so: Končni detektor na svojem velikem hadronskem trkalniku, Skrite prodajalne deuterija, odkrite na Mlečni poti, in Nova študija ugotavlja, da se temeljna sila s časom ni spremenila.
Dve epizodi astronomske zasedbe, ki jih ne boste želeli zamuditi, na protonskih delih: Močne in šibke jedrske sile in V notranjosti Atoma.
Viri:
Chem4Kids
Wikipedija
