Протон

Большая Советская Энциклопедия. Статьи для написания рефератов, курсовых работ, научные статьи, биографии, очерки, аннотации, описания.


А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я 1 2 3 4 8 A L M P S T X
ПА ПЕ ПЁ ПИ ПЛ ПН ПО ПП ПР ПС ПТ ПУ ПФ ПХ ПЧ ПШ ПЫ ПЬ ПЭ ПЮ ПЯ
ПРА
ПРЕ
ПРЁ
ПРЖ
ПРИ
ПРО
ПРУ
ПРШ
ПРЫ
ПРЮ
ПРЯ

Протон (от греч. protos — первый; символ р), стабильная элементарная частица, ядро атома водорода. Протон имеет массу mp = (1,6726485 ± 0,0000086)×10-24г (mp » 1836 me » 938,3 Мэв/с2 где me — масса электрона, с — скорость света) и положительный электрический заряд е = (4,803242 ± 0,000014) ×10-10 единиц заряда в системе СГС. Спин Протон равен 1/2 (в единицах Планка постоянной), и как частица с полуцелым спином Протон подчиняется Ферми — Дирака статистике (является фермионом). Магнитный момент Протон равен mр = (2,7928456 ± 0,0000011) mя, где mя — ядерный магнетон. Вместе с нейтронами Протон образуют ядра атомные всех химических элементов, при этом число Протон в ядре равно атомному номеру данного элемента и, следовательно, определяет место элемента в периодической системе элементов. Свободные Протон составляют основную часть первичной компоненты космических лучей. Существует античастица по отношению к Протон — антипротон.

Представление о Протон возникло в 1910-х гг. в виде гипотезы о том, что все ядра составлены из ядер атома водорода. В 1919—20 Э. Резерфорд экспериментально наблюдал ядра водорода, выбитые a-частицами из ядер др. элементов; он же в начале 20-х гг. ввёл термин «Протон». Трудность, заключающаяся в том, что атомные номера элементов меньше их атомных масс, была окончательно устранена лишь в 1932 открытием нейтрона.

  Протон является сильно взаимодействующей частицей (адроном) и относится к «тяжёлым» адронам — барионам;барионный заряд Протон В = + 1. Закон сохранения барионного заряда объясняет стабильность Протон — самого лёгкого из барионов. Протон участвуют также во всех других видах фундаментальных взаимодействий элементарных частиц — электромагнитном, слабом и гравитационном.

  В сильном взаимодействии Протон и нейтрон имеют совершенно одинаковые свойства и поэтому рассматриваются как два квантовых состояния одной частицы — нуклона. Возможность объединения адронов в такого рода семейства частиц с общими свойствами — изотонические мультиплеты (см. Изотопическая инвариантность) — учитывается введением квантового числа «изотопический спин»; изотопический спин нуклона I = 1/2. Важнейшим примером сильного взаимодействия с участием Протон являются ядерные силы, связывающие нуклоны в ядре. Экспериментальное исследование сильного взаимодействия в большой мере основано на опытах по рассеянию Протон и мезонов на Протон, в которых были открыты, в частности, новые сильно взаимодействующие частицыантипротон, гипероны,резонансы. Теоретическое объяснение свойств П. затруднено отсутствием удовлетворительной теории сильного взаимодействия. Общий подход, который даёт лишь качественное объяснение, состоит в предположении, что Протон окружен «облаком» виртуальных частиц, которые он непрерывно испускает и поглощает. Сильное взаимодействие Протон с др. частицами рассматривается как процесс обмена виртуальными адронами (см. Сильные взаимодействия,Множественные процессы).

Электромагнитные свойства Протон неразрывно связаны с его участием в более интенсивном сильном взаимодействии. Примером такой связи является фоторождение мезонов, которое можно рассматривать как выбивание мезонов из облака виртуальных адронов, окружающих Протон, g-квантом с энергией порядка 150 Мэв и более. Взаимодействием Протон с виртуальными p+-мезонами качественно объясняется большое отличие магнитного момента Протон от ядерного магнетона (которому он должен быть равен, если ограничиться только квантовомеханическим описанием на основе Дирака уравнения). В 1950-х гг. в опытах по рассеянию на Протон электронов и g-квантов Р. Хофштадтером и др. (США) было обнаружено пространственное распределение электрического заряда и магнитного момента Протон, что свидетельствует о наличии внутренней структуры Протон Влияние «размазывания» заряда и магнитного момента на взаимодействие Протон с электронами учитывается обычно введением электрического и магнитного формфакторов — множителей, квадраты которых характеризуют уменьшение сечения рассеяния на реальном, физическом Протон по сравнению с рассеянием на точечной частице (т. е. на частице с точечным зарядом е и точечным магнитным моментом mр). Полученные данные по неупругому рассеянию электронов с энергией до 21 Гэв на Протон, по-видимому, означают, что в Протон существуют точечноподобные рассеивающие центры (т. н. партоны).

  Примерами слабого взаимодействия с участием Протон являются внутриядерные превращения Протон в нейтрон и наоборот (бета-распад ядер и К-захват). В 1953 наблюдался процесс, обратный (b-распаду, — образование нейтрона и позитрона при поглощении свободным Протон антинейтрино, что было первым прямым экспериментальным доказательством существования нейтрино.

Ввиду стабильности Протон, наличия у него электрического заряда и относительной простоты получения Протон ионизацией водорода пучки ускоренных Протон являются одним из основных инструментов экспериментальной физики элементарных частиц. Очень часто и мишенью в опытах по соударению частиц также являются Протон — свободные (водород) или связанные в ядрах. Крупнейшие ускорители Протон — Серпуховский ускоритель на 76 Гэв (СССР) и ускоритель в Батавии на 400 Гэв (США). Максимальная эквивалентная энергия при столкновении Протон около 1500 Гэв достигнута в ускорителе со встречными протонными пучками (каждый с энергией 28 Гэв) в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН, Швейцария). Ускоренные Протон используются не только для изучения рассеяния самих Протон, но также и для получения пучков др. частиц: p- и К-мезонов, антипротонов, мюонов. К 1973 получены обнадёживающие результаты по использованию пучков ускоренных Протон в медицинелучевой терапии).

 

  Лит.: Резерфорд Э., Избр. научные труды, книга 2 — Строение атома и искусственное превращение элементов, пер, с англ., М., 1972; Бейзер А., Основные представления современной физики, пер. с англ., М., 1970; Барчер В. Д., Клайн Д. Б., Рассеяние при высоких энергиях, в сборнике: Элементарные частицы, в. 9, М., 1973; Кендалл Г. В., Паневский В. К. Г., Структура протона и нейтрона, там же; Гольдин Л. Л. [и др.], Применение тяжёлых заряженных частиц высокой энергии в медицине, «Успехи физических наук», 1973, т. 110, в. 1, с. 77—99.

  Э. А. Тагиров.

 

Так же Вы можете узнать о...


Диазокопирование, диазотипное светокопирование, один из наиболее распространённых способов размножения технической документации на основе диазотипии.
Ильменские горы, группа хребтов на Южном Урале, в Челябинской области РСФСР.
Клеточный сок, жидкость, выделяемая цитоплазмой живой растительной клетки и заполняющая её вакуоли.
Лайель Чарлз Лайель, Лайелл (Lyell) Чарлз (14.11.1797, Киннорди, Шотландия, — 22.
Междометие, часть речи, включающая неизменяемые слова, обычно морфологически не членимые и выступающие в речи как односоставные предложения.
Нефтехимическая промышленность, отрасль тяжёлой индустрии, охватывающая производство синтетических материалов и изделий главным образом на основе продуктов переработки нефти и природных горючих газов.
Перевощиков Дмитрий Матвеевич [17(28).4.1788, по одним источникам — Саранск, по другим — Шишквич Пензенской губернии,— 3(15).
Пьезоэлектрические материалы, кристаллические вещества с хорошо выраженными пьезоэлектрическими свойствами (см.
Сельскохозяйственное машиностроение, отрасль машиностроения, осуществляющая техническое перевооружение сельского хозяйства.
Сун Юй (поэт) Сун Юй [290(?) — 222(?) до н. э.], китайский поэт.
Унификация (в праве) Унификация в праве, деятельность компетентных органов государства или нескольких государств, направленная на выработку правовых норм, единообразно регулирующих определённые виды общественных отношений.
Церера (малая планета №1) Церера, малая планета № 1, открыта Дж. Пиацци 1 января 1801.
Эструс (новолат. oestrus) (биол.), то же, что течка.
Артиллерийские приборы, предназначены для обеспечения стрельбы (бинокли, стереотрубы, дальномеры, приборы управления зенитным артиллерийским огнем, панорамы, топопривязчики, гирокомпасы, фотограмметрические, звукометрические, метеорологические и другие приборы).
Бризы (франц. brise), ветры, дующие на побережьях морей и больших озёр с суточной периодичностью, т.
Гадамес, оазис и город на северо-западе Ливии, в мухафазе Джебель-Гарб, близ границы с Алжиром и Тунисом.
Двупалые, ленивцы унау (Choloepus), род млекопитающих семейства ленивцев отряда американских неполнозубых.
Зеравшан (пос. гор. типа в Тадж. ССР) Зеравшан, посёлок городского типа в Айнинском районе Ленинабадской области Таджикской ССР.
Квалифицированное большинство, в отличие от простого большинства в 50% + 1, большинство в 2/3, 3/4 и т.