陽子の質量、陽子質量は1.672 621 637(83)x 10です。 -27 kg、または938.272013(23)MeV / c2、または1.007 276 466 77(10)u(統一された原子質量単位)。
陽子の質量の最も正確な測定は、安定した荷電粒子の特性を研究するために使用されるペニングトラップを含む実験から得られます。基本的に、調査中の粒子は、真空チャンバー内の磁場と電場の組み合わせによって閉じ込められ、その速度はレーザー冷却などのさまざまな技術によって低下します。トラップされると、陽子、重陽子(重水素原子の核)、一価水素分子などの質量電荷比を高精度に測定でき、これらから陽子の質量を推定できます。
実験的に観測された陽子の質量が理論から導き出されたものと同じであるとよいでしょう。しかし、理論から、陽子の質量がどうあるべきかをどのように計算するのでしょうか?
理論は量子色力学、または略してQCDであり、量子電気力学(QED)に対応する強力な力です。陽子は2つのアップと1つのダウンの3つのクォークで構成されているため、その質量はそれらのクォークの質量と結合エネルギーの質量です。これは、プロトンのクォークとグルオンが相互作用する方法が非常に多いために、実行するのが非常に難しい計算ですが、公開された結果は、実験と1〜2%以内で一致しています。
より基本的には、ヒッグスボソンのために陽子には質量があります。少なくとも、粒子物理学の非常に成功した標準モデルによれば、陽子は質量を持っています。唯一の問題は、ヒッグス粒子がまだ検出されていないことです(ラージハドロン衝突型加速器は、ヒッグス粒子を主要な目的として見つけることで構築されました!)。
「公式」の価値を知りたいですか? CODATAをチェックしてください。そして、陽子の質量は反陽子の質量とどのように比較されますか?ここをクリックして確認してください!そして、どのようにして最初の(理論的な)原理から陽子の質量を決定するのでしょうか? CNRSのこの記事では、その方法について説明しています。
スペースマガジンのストーリーでさらに探索する:ヒッグスボソンの質量の新しい見積もり、自然の法則は宇宙のどこでも同じですか?そして中性子星を忘れて、クォーク星は宇宙で最も密度の高い物体であるかもしれませんあなたを始めるためのもの。
天文学キャストエピソード強い核力と弱い核力、大型ハドロン衝突型加速器、ヒッグスボソンの探索、および原子内部は、陽子の質量をより深く洞察します。それらをチェックしてください!
出典:
ニュートンは科学者に尋ねる
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