Masa protona, protonska masa, je 1.672 621 637 (83) x 10 -27 kg, ali 938,272013 (23) MeV / c2ali 1.007 276 466 77 (10) u (to so enotne enote atomske mase).
Najbolj natančne meritve mase protona izhajajo iz poskusov Penningovih pasti, ki se uporabljajo za proučevanje lastnosti stabilno nabitih delcev. V bistvu je proučeni delček omejen s kombinacijo magnetnih in električnih polj v evakuirani komori, njegova hitrost pa se zmanjša z različnimi tehnikami, kot je lasersko hlajenje. Ko je ujeto, se lahko z veliko natančnostjo izmeri razmerje med maso in nabojem protona, deuterona (jedro devterijevega atoma), enakomerno napolnjene molekule vodika itd.
Bilo bi lepo, če bi bila eksperimentalno opazovana masa protona enaka tisti, ki izhaja iz teorije. Toda kako iz teorije ugotoviti, kakšna naj bo masa protona?
Teorija je kvantna kromodinamika ali kratica QCD in je močna sila proti kvantni elektrodinamiki (QED). Ker so protoni sestavljeni iz treh kvarkov - dveh navzgor in enega navzdol - je njegova masa masa teh kvarkov in masa vezivne energije. To je zelo težko izračunati, deloma tudi zato, ker obstaja toliko načinov, kako kvarki in gluoni v protonu medsebojno vplivajo, vendar pa se objavljeni rezultati ujemajo s poskusom do enega odstotka ali dveh.
Še bolj pomembno je, da ima proton maso zaradi Higgsovega bozona ... vsaj to deluje v skladu z zelo uspešnim Standardnim modelom fizike delcev. Edina težava je, da Higgsov bozon še ni bilo zaznati (Veliki hadronski trkalnik je bil zgrajen z iskanjem Higgsovega bozona kot ključnega cilja!).
Želite vedeti "uradno" vrednost? Oglejte si CODATA. In kako se protonska masa primerja z maso anti-protona? Kliknite tukaj, če želite izvedeti! In kako določiti protonsko maso po prvih (teoretičnih) načelih? V tem članku CNRS je razloženo, kako.
Več za raziskovanje z zgodbami iz vesoljskega časopisa: Nova ocena za maso Higgsovega Bozona, ali so zakoni narave povsod v vesolju enaki? In pozabite na nevtronske zvezde, Quark Stars so lahko najtanjša telesa v vesolju tri dobra tiste, s katerimi boste začeli.
Epizode iz literarne astronomije Močne in šibke jedrske sile, Veliki hadronski trkalnik in iskanje Higgsovega bosona in znotraj Atoma vam bodo omogočile boljši vpogled v protonsko maso; preverite jih!
Viri:
Newton Vprašajte znanstvenika
Wikipedija
