يحتوي البروتون على ثلاثة أجزاء ، كواركان علويان وكوارك سفلي واحد ... والغلوونات التي تتبادلها هذه الكواركات الثلاثة ، وهي كيفية عمل القوة (النووية) القوية لمنعهم من الخروج.
عالم البروتون هو عالم كمومي تمامًا ، لذلك يتم وصفه بالكامل من خلال عدد قليل من الأرقام ، والتي تصف دورانها (مصطلح تقني ، لا يجب الخلط بينه وبين الكلمة الإنجليزية اليومية ؛ تدور البروتون هي 1/2) ، كهربائي الشحن (+1 هـ ، أو 1.602176487 (40) × 10-19 ج) ، الأيزوسبين (1/2 أيضًا) ، والتكافؤ (+1). هذه الخصائص مستمدة مباشرة من تلك الموجودة في أجزاء البروتون ، الكواركات الثلاثة ؛ على سبيل المثال ، يحتوي الكوارك العلوي على شحنة كهربائية +2/3 e ، و -1/3 e ، والتي تساوي +1 e. مثال آخر ، شحنة اللون: يحتوي البروتون على شحنة ألوان صفر ، ولكن كل من الكواركات الثلاثة المكونة له شحنة ألوان غير صفرية - واحد هو "أزرق" ، وواحد "أحمر" ، وواحد "أخضر" - أي "مجموع "إلى الصفر (بالطبع ، شحنة الألوان ليس لها أي علاقة على الإطلاق بالألوان التي تراها أنت وأعيننا!).
توصل موراي جيل مان وجورج زويغ بشكل مستقل إلى فكرة أن أجزاء البروتون هي كواركات ، في عام 1964 (على الرغم من أنه لم يتم الحصول على أدلة جيدة لوجود مثل هذه الأجزاء إلا بعد عدة سنوات). حصل Gell-Mann لاحقًا على جائزة نوبل للفيزياء عن ذلك ، وأعمال أخرى على الجسيمات الأساسية (لم يحصل زويغ بعد على نوبل).
نظرية الكم التي تصف التفاعل القوي (أو القوة النووية القوية) هي الديناميكيات اللونية الكمومية ، QCD للاختصار (سميت جزئيًا باسم "ألوان" الكواركات) ، وهذا يفسر لماذا يمتلك البروتون الكتلة التي يمتلكها. كما ترى ، تبلغ كتلة الكوارك العلوي حوالي 2.4 MeV (فولت إلكترون ضخم ؛ فيزيائيي الجسيمات يقيسون الكتلة في MeV / c2) ، والانخفاض نحو 4.8 MeV. الغلونات ، مثل الفوتونات ، بلا كتلة ، لذلك يجب أن يكون للبروتون كتلة حوالي 9.6 MeV (= 2 × 2.4 + 4.8) ، أليس كذلك؟ لكنها في الحقيقة 938 MeV! حسابات QCD لهذا الاختلاف الهائل بواسطة طاقة فراغ QCD داخل البروتون. في الأساس ، الطاقة الذاتية للتفاعلات التي لا تنتهي من الكواركات والغلونات.
اقرأ المزيد: فيزياء RHIC (مختبر بروكهافن الوطني) ، كيف يتم الاحتفاظ بالبروتونات والنيوترونات معًا في النواة ؟، وهل البروتونات والنيوترونات أساسية؟ (مغامرة الجسيمات) هي ثلاثة أماكن جيدة للذهاب!
بعض مقالات مجلة الفضاء ذات الصلة بأجزاء البروتون هي: الكاشف النهائي في مكانه في مصادم هادرون الكبير ، المخازن المخفية للدوتريوم المكتشفة في درب التبانة ، وتجد دراسة جديدة أن القوة الأساسية لم تتغير بمرور الوقت.
حلقتان مصورتان لعلم الفلك لن تفوتهما ، على أجزاء البروتون: القوى النووية القوية والضعيفة ، وداخل الذرة.
مصادر:
Chem4Kids
ويكيبيديا
