Proton

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare
Pentru alte sensuri, vedeți Proton (dezambiguizare).
Proton
Quark structure proton.svg
Structura protonului.
Clasificare: Barion
Compoziție: 2 quarci sus, 1 quarc jos
Grupă: Fermion
Subgrupă: Hadron
Interacțiune: Gravitație, electromagnetică, slabă, tare
Simbol(uri): p, p+, N+
Antiparticulă: Antiproton
Teoretizată: William Prout (1815)
Descoperită: Ernest Rutherford (1919)
Masă: 1.672621637(83) × 10-27kg
938.272013(23) MeV/c2
1.00727646677(10) u[1]
Timp de viață (particulă): > 2.1 × 1029 ani (stabilă)
Sarcină electrică: +1 e
1.602176487(40) × 10-19 C<Amsler/>
Raza sarcinii: 0.877 fmEroare la citare: Etichetă <ref> invalidă;

nume invalid, ex. prea multe nume

Moment electric dipolar: < 5.4 x 10-24 e·cm
Polarizabilitate electrică: 1.20(6) x 10-3 fm3
Moment magnetic: 2.792847351(28) μN
Polarizabilitate magnetică: 1.9(5) x 10-4 fm3
Spin: 12
Izospin: 12
Paritate: +1
Condensat: I(JP) = 12(12+)[2]

Protonii (din grecescul πρῶτον = primul) sunt particule subatomice din nucleele tuturor atomilor, având masa mp = 1,673·10−27 kg și sarcina electrică pozitivă qp= e = 1,602·10−19 C. Numărul protonilor este caracteristic pentru toți atomii unui element chimic. El reprezintă numărul de sarcini nucleare Z (numărul de sarcini electrice pozitive). Numărul de protoni stabilește poziția elementului în sistemul periodic al lui Mendeleev: numărul de protoni = numărul de sarcini nucleare = numărul de ordine.

Deoarece toți protonii unui atom au sarcină pozitivă și se află toți în nucleu, apare întrebarea de ce nu se resping, fenomen fizic obișnuit la particulele cu același semn al încărcăturii electrice. Răspunsul este dat de teoria cuantică a câmpului: protonii interacționează nu numai prin forța electrostatică, dar și prin forțe nucleare tari. Acestea din urmă sunt transmise de gluoni.

Protonii au fost descoperiți în anul 1917 de către fizicianul Ernest Rutherford.

Raza sarcinii[modificare | modificare sursă]

Chestiunea razei unui nucleu e similară cu cea de la rază atomică. Nucleul poate fi reprezentat ca o sferă de sarcină pozitivă pentru a analiza rezultatele împrăștierii fasciculelor de electroni. Deoarece nucleului nu are limite bine definite, electronii indică un interval de raze pentru care se poate considera o medie.

Raza protonului e determinată prin împrăștierea fasciculelor de electroni pe ținte conținând hidrogen. E legată de factorul de formă al împrăștierii și de secțiunea eficace a transferului de impuls. Factorul de formă modifică secțiunea eficace corespunzătoare unui proton punctiform.

R_e^2 = -6 {\frac{dG_e}{dq^2}\, \Bigg\vert\,}_{q^2=0}
 \frac{d\sigma}{d\Omega}\ =  {\frac{d\sigma}{d\Omega}\, \Bigg\vert\,}_{point} G^2(q^2)

Factorul de formă depinde de densitatea funcției de undă a țintei:

G(q^2) = \int e^{i qr} \psi (r)^2 dr^3

Factorul de formă poate fi scindat in factori de formă electric and magnetic. Aceștia mai departe pot fi exprimați ca o combinație lineară a factorilor de formă Dirac și Pauli.

G_m = F_D + F_P
G_e = F_D - \tau F_P
 \frac{d\sigma}{d\Omega}\ =  {\frac{d\sigma}{d\Omega}\, \Bigg\vert\,}_{NS} \frac{1}{1+\tau}(G_e^2(q^2) + \frac{\tau}{\epsilon}G_m^2(q^2))

Există o discrepanță intre raza determinată cu fascicule de electroni si cea din măsurători spectroscopice cu hidrogen miuonic. Existența acestei discrepanțe e o enigmă.[3]

Note[modificare | modificare sursă]

  1. ^ C. Amsler et al. (Particle Data Group) (2008). „Review of Particle Physics”. Physics Letters B 667: 1. doi:10.1016/j.physletb.2008.07.018. 
  2. ^ B.P. Stein, R. Ladbury, P.F. Schewe (1995). „Physics Update”. Physics Today 48 (10): 9. doi:10.1063/1.2808195. 
  3. ^ Carlson, Carl E. (19 februarie 2015), „The Proton Radius Puzzle”, Progress in Particle and Nuclear Physics, http://arxiv.org/abs/1502.05314 

Bibliografie[modificare | modificare sursă]

  • I.G. Murgulescu Introducere în chimia fizică, vol.I,1 Atomi.Molecule.Legătura chimică, Editura Academiei RSR, București, 1976
  • I.G. Murgulescu, J. Păun Introducere în chimia fizică vol I,3 Nucleul atomic. Reacții nucleare. Particule elementare Editura Academiei RSR, București 1982

Legături externe[modificare | modificare sursă]