Маса протона, протонна маса, становить 1,667 621 637 (83) х 10 -27 кг, або 938,272013 (23) МеВ / c2або 1.007 276 466 77 (10) u (це єдині одиниці атомної маси).
Найбільш точні вимірювання маси протона походять з експериментів із залученням пасток Пеннінга, які використовуються для вивчення властивостей стабільно заряджених частинок. В основному досліджувана частинка обмежена комбінацією магнітних та електричних полів у евакуйованій камері, а її швидкість зменшується за допомогою різних методик, таких як лазерне охолодження. Після потрапляння в пастку відношення маси до заряду протона, дейтерона (ядра атома дейтерію), одноразово зарядженої молекули водню тощо може бути виміряно з високою точністю, і від цього оцінюється маса протона.
Було б добре, якби експериментально спостерігається маса протона була такою ж, як і отримана з теорії. Але як опрацювати, якою має бути маса протона, з теорії?
Теорія є квантовою хромодинамікою, або ККД - коротким, і є сильною силою, рівносильною квантовій електродинаміці (КЕД). Оскільки протон складається з трьох кварків - двох вгору і одного вниз - його маса - це маса цих кварків і маса енергії зв’язку. Це дуже важкий підрахунок, почасти тому, що існує стільки способів взаємодії кварків та глюонів у протоні, але опубліковані результати узгоджуються з експериментом у межах відсотка або двох.
Більш принципово, що протон має масу завдяки бозону Хіггса ... принаймні, це робиться відповідно до дуже успішної Стандартної моделі фізики частинок. Біда лише Хіггса ще не виявлена (Великий адронний колайдер був побудований з пошуком бозона Хіггса як ключової мети!).
Хочете знати "офіційне" значення? Перевірте CODATA. І як порівняється протонна маса з масою антипротону? Натисніть тут, щоб дізнатися! І як визначити протонну масу за першими (теоретичними) принципами? Ця стаття від CNRS пояснює як.
Більше для вивчення, з розповідями про космічний журнал: Нова оцінка маси Хіггса Бозона, чи закони природи однакові скрізь у Всесвіті? І забудьте про нейтронних зірок. Зорки кварків можуть бути найгустішими тілами у Всесвіті - це три хороших ті, щоб розпочати.
Епізоди ролі астрономії Сильні та слабкі ядерні сили, Великий адронний колайдер та пошук Хіггського босона та всередині Атома дадуть вам більше розуміння протонної маси; перевірити їх!
Джерела:
Ньютон Запитайте вченого
Вікіпедія
