Протон

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Протон
Символ p,\quad p^+
Масса 938,272046(21) МэВ[1]
1,672621777(74)·10−27кг[2]
1,007 276 466 812(90) а. е. м.[3]
Античастица Антипротон (\bar{p})\!
Классы фермион, адрон, барион, N-барион, нуклон
Квантовые числа
Электрический заряд +1
Спин 1/2
Изотопический спин 1/2
Барионное число 1
Странность 0
Очарование 0
Другие свойства
Время жизни ∞ (не менее 2,9·1029 лет)
Схема распада нет
Кварковый состав uud


Прото́н (от др.-греч. πρῶτος — первый, основной) — элементарная частица. Относится к барионам, имеет спин 1/2, электрический заряд +1 (в единицах элементарного электрического заряда). В физике элементарных частиц рассматривается как нуклон с проекцией изоспина +1/2 (в ядерной физике принят противоположный знак проекции изоспина). Состоит из трёх кварков (один d-кварк и два u-кварка). Стабилен (нижнее ограничение на время жизни — 2,9·1029 лет независимо от канала распада, 1,6·1033 лет для распада в позитрон и нейтральный пион).

Масса протона, выраженная в разных единицах, составляет (рекомендованные значения CODATA 2010 года, в скобках указана погрешность величины в единицах последней значимой цифры, одно стандартное отклонение):

Протоны принимают участие в термоядерных реакциях, которые являются основным источником энергии, генерируемой звёздами. В частности, реакции pp-цикла, который является источником почти всей энергии, излучаемой Солнцем, сводятся к соединению четырёх протонов в ядро гелия-4 с превращением двух протонов в нейтроны.

Кварковая структура протона

Протон в химии[править | править исходный текст]

Ядро атома водорода состоит из одного протона. Протон в химическом смысле является ядром атома водорода (точнее, его лёгкого изотопа — протия) без электрона. В физике протон обозначается буквой p (или p+). Химическое обозначение протона (рассматриваемого в качестве положительного иона водорода) — H+, астрофизическое — HII.

Протоны (вместе с нейтронами) являются основными составляющими атомных ядер. Порядковый номер химического элемента в периодической таблице (и, соответственно, все его химические свойства) полностью определяются зарядом ядра его атомов, который, в свою очередь, равен количеству протонов в ядре (протонному числу).

Интересные факты[править | править исходный текст]

  • Отношение масс протона и электрона, равное 1836,152 672 1(14)[5], с точностью до 0,002 % равно значению 6π5 = 1836,118…
  • Ультрарелятивистские протоны (как и любые другие адроны, а также атомные ядра) для неподвижного наблюдателя имеют форму двояковогнутой линзы[6].
  • Измерения радиуса протона с помощью атомов обычного водорода, проводимые разными методами с 1960-х годов, привели (CODATA-2006) к результату 0,8768±0,0069 фемтометра (1 фм = 10−15 м)[7]. Первые эксперименты с атомами мюонного водорода (где электрон заменён на мюон) дали для этого радиуса на 4 % меньший результат 0,84184±0.00067 фм.[8][9] Причины такого различия пока неясны.

См. также[править | править исходный текст]

Логотип Викисловаря
В Викисловаре есть статья «протон»

Литература[править | править исходный текст]

  • Многие известные свойства протона систематически изложены в публикации Particle Data Group. [1]  (англ.)

Примечания[править | править исходный текст]

  1. http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt Fundamental Physical Constants --- Complete Listing
  2. 1 2 CODATA Value: proton mass
  3. 1 2 CODATA Value: proton mass in u
  4. CODATA Value: proton mass energy equivalent in MeV
  5. 1 2 CODATA Value: proton-electron mass ratio
  6. Иванов И. Какую форму имеет быстро летящий протон? = B. Blok, L. Frankfurt, M. Strikman. On the shape of a rapid hadron in QCD.
  7. www.membrana.ru Мюон указал на ошибку в размере протона.
  8. Randolf Pohl, Aldo Antognini, François Nez, Fernando D. Amaro, François Biraben, João M. R. Cardoso, Daniel S. Covita, Andreas Dax, Satish Dhawan, Luis M. P. Fernandes, Adolf Giesen, Thomas Graf, Theodor W. Hänsch, Paul Indelicato, Lucile Julien, Cheng-Yang Kao, Paul Knowles, Eric-Olivier Le Bigot, Yi-Wei Liu, José A. M. Lopes, Livia Ludhova, Cristina M. B. Monteiro, Françoise Mulhauser, Tobias Nebel, Paul Rabinowitz, et al. (8 July 2010). «The size of the proton». Nature 466 (7303): 213–216. DOI:10.1038/nature09250. PMID 20613837. Bibcode:2010Natur.466..213P. Проверено 2010-07-09.
  9. Proton Structure from the Measurement of 2S-2P Transition Frequencies of Muonic Hydrogen