質子的秘密。 年齡和體型仍未知

眾所周知，一個質子包含三個夸克。 事實上，它的結構更為複雜（1），添加膠子將夸克束縛在一起並不是事情的結束。 質子被認為是名副其實的夸克和反夸克來來去去的海洋，這對如此穩定的物質粒子來說很奇怪。

直到最近，人們甚至還不清楚質子的確切大小。 長期以來，物理學家的值為 0,877。 飛米計 （fm，其中飛米等於 100 萬分之一公尺）。 2010年，一個國際團隊在瑞士Paul Scherrer研究所進行了一項新實驗，得到了略低的0,84 fm值。 2017年，德國物理學家根據測量結果計算出質子半徑為0,83 fm，正如測量誤差精度所預期的那樣，它對應於0,84年根據奇異的“μ子”計算出的2010 fm值。氫輻射。”

兩年後，另一組在美國、烏克蘭、俄羅斯和亞美尼亞工作的科學家組成了弗吉尼亞州傑斐遜實驗室的 PRad 團隊，使用 質子電子散射新實驗. 科學家們得出了結果——0,831 飛米。 Nature 關於此的論文的作者不認為問題已完全解決。 這就是我們對粒子的認識，粒子是物質的“基礎”。

我們肯定這麼說 質子 - 來自重子群的穩定亞原子粒子，電荷為 +1，靜止質量約 1 單位。 質子和中子是核子，是原子核的元素。 給定原子核中的質子數等於其原子序數，這是元素週期表中元素排序的基礎。 它們是初級宇宙線的主要成分。 根據標準模型，質子是一種複雜粒子，被歸類為強子，或更準確地說，被歸類為重子。 由三個夸克組成 – 兩個上“u”和一個下“d”夸克被膠子傳遞的強力束縛。

根據最新的實驗結果，如果一個質子衰變，這個粒子的平均壽命超過2,1×1029年。 根據標準模型，質子作為最輕的重子，不能自發衰變。 未經檢驗的大統一理論通常預測質子衰變的壽命至少為 1 × 1036 年。 例如，質子可以透過電子捕獲過程進行轉換。 這個過程不是自發性的，而是一個結果 提供額外的能量。 這個過程是可逆的。 例如分手的時候 β中子 變成質子。 自由中子自發性衰變（壽命約15分鐘），形成質子。

最近，實驗顯示質子及其鄰居位於原子核內。 中子數 看起來比應有的大得多。 物理學家創造了兩種相互競爭的理論來試圖解釋這個現象，每種理論的支持者都認為另一個理論是錯誤的。 由於某種原因，重核內的質子和中子的行為就好像它們比在核外時大得多。 科學家將這種效應稱為歐洲 μ 子合作組織（European Muon Collaboration）的 EMC 效應，該組織意外地發現了它。 這是對現有規定的違反。

研究人員假設，構成核子的夸克與其他質子和中子的夸克相互作用，破壞了分隔粒子的牆壁。 夸克合而為一 質子 i 誇克 形成另一個質子，它們開始佔據同一個位置。 這會導致質子（或中子）拉伸和模糊。 儘管在很短的時間內，它們卻成長了很多。 然而，並非所有物理學家都同意這種現象的描述。 因此，原子核中質子的社會生活似乎並不比它的年齡和大小更神秘。