プロトン部品

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陽子には2つのアップクォークと1つのダウンクォークの3つの部分があります。これらの3つのクォークが交換するグルオンは、強い(核)力が働いて外に出ないようにします。

陽子の世界は完全に量子の世界なので、スピンを特徴付ける少数の数字で完全に記述されています(専門用語、日常の英語の単語と混同しないでください。陽子のスピンは1/2です)、電気充電(+1 e、または1.602176487(40)×10-19 C)、アイソスピン(これも1/2)、パリティ(+1)。これらの特性は、陽子部分の3つのクォークの特性から直接導き出されます。たとえば、アップクォークの電荷は+2/3 e、ダウンクォークは-1/3 eで、合計で+1 eになります。別の例、色電荷:陽子の色電荷はゼロですが、その構成要素である3つのクォークのそれぞれに非ゼロの色電荷があります。1つは「青」、1つは「赤」、もう1つは「緑」です。 'ゼロにします(もちろん、色の電荷は、あなたと私が目で見た色とは何の関係もありません!)。

マレーゲルマンとジョージツヴァイクは、1964年に陽子の部分がクォークであるという考えを独自に思いつきました(ただし、そのような部分の存在についての良い証拠が得られたのは数年後のことでした)。ゲルマンは後に、これとその他の基本粒子に関する研究でノーベル物理学賞を受賞しました(ツヴァイクはまだノーベルを受け取っていません)。

強い相互作用(または強い核力)を説明する量子理論は、量子色力学、略してQCD(クォークの「色」にちなんで名付けられました)であり、これは、陽子が質量を持っている理由を説明しています。ご覧のとおり、アップクォークの質量は約2.4 MeV(メガ電子ボルト)です。素粒子物理学者はMeV / cで質量を測定します2)、ダウンは約4.8 MeVです。光子のように、グルオンは質量がないので、陽子の質量は約9.6 MeV(= 2 x 2.4 + 4.8)でなければなりません。しかし、実際には938 MeVです。 QCDは陽子内部のQCD真空のエネルギーによるこの大きな違いを説明します。基本的に、クォークとグルオンの絶え間ない相互作用の自己エネルギー。

参考文献:RHICの物理学(ブルックヘブン国立研究所)、陽子と中性子はどのようにして原子核にまとめられているのですか?陽子と中性子は基本的なものですか? (パーティクルアドベンチャー)は3つの良い場所です!

プロトンパーツに関連するスペースマガジンの記事には、大型ハドロン衝突型加速器に設置された最終検出器、天の川で発見された重水素の隠された貯蔵庫、そして新しい研究により、基本的な力が時間とともに変化していないことがわかります。

陽子部分について、見逃せない2つの天文学キャストエピソード:強い核力と弱い核力、および原子の内部。

出典:
Chem4Kids
ウィキペディア

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