×
Proton
Vir ander betekenisse sien proton (dubbelsinnig).

Die proton is ’n subatomiese deeltjie met ’n positiewe elektriese lading en ’n massa van 1 op die skaal van atoommassas; omtrent 1 836 keer die massa van ’n elektron en effens minder as dié van ’n neutron. Protone en neutrone is saam bekend as nukleone.

Proton
Die kwarksamestelling van ’n proton: twee opkwarke (u) en een afkwark (d). Die kleure van die individuele kwarke is arbitrêr, maar al drie kleure moet teenwoordig wees. Wisselwerkings tussen kwarke word bewerkstelling deur gluone.
Klassifikasie Barion
Samestelling 2 opkwarke (u), 1 afkwark (d)
Statistiek Fermionies
Groep Hadron
Wisselwerking Swaartekrag, elektromagnetiese, swak, sterk wisselwerking
Simbool p, p+, N+
Antideeltjie Antiproton
Geteoretiseer William Prout (1815)
Ontdek Waargeneem as H+ deur Eugen Goldstein (1886). In ander kerns geïdentifiseer (en naam gegee) deur Ernest Rutherford (1917-1920).
Massa 938,2720813(58) MeV/c2

1,007276466879(91) u

Gem. leeftyd >2,1×1029 jaar (stabiel)
Elektriese lading +1 e
1,6021766208(98)×10−19 C
Ladingradius 0,8751(61) fm
Dipoolmoment <5,4×10−24 e⋅cm
Elektriese polariseerbaarheid 1,20(6)×10−3 fm3
Magnetiese moment 1,4106067873(97)×10−26 J⋅T−1

1,5210322053(46)×10−3 μB
2,7928473508(85) μN

Magnetiese polariseerbaarheid 1,9(5)×10−4 fm3
Spin 1/2
Swak isospin 1/2
Pariteit +1

Die kern van die waterstofatoom se mees algemene isotoop is ’n enkele proton. Die kerns van ander atome bestaan uit protone en neutrone wat deur die sterk kernkrag gebind word. Die getal protone in die kern word die atoomgetal (simbool: Z) genoem en bepaal die chemiese eienskappe van ’n atoom asook watter chemiese element dit is.

Die woord "proton" is Grieks vir "eerste" en dié naam is in 1920 deur die Britse fisikus Ernest Rutherford aan die waterstofkern gegee. In vorige jare het Rutherford ontdek die waterstofkern (die ligste kern) kan deur atoombotsings onttrek word van die kerns van stikstof. Die proton was dus ’n kandidaat om ’n elementêre deeltjie te wees, en dus die bousteen van stikstof en alle ander swaarder kerns.

In die moderne Standaardmodel van deeltjiefisika is protone hadrone en bestaan hulle nes neutrone, die ander soort nukleon, uit drie kwarke. Hulle word dus nie meer as elementêre deeltjies beskou nie.

Dit is nou bekend hulle bestaan uit twee opkwarke met ’n lading van+23 e en een afkwark met ’n lading van-13 e. Die rusmassas van kwarke dra egter net sowat 1% van die proton se massa by. Die res van die massa is vanweë die kwantumchromodinamiese bindingsenergie, wat insluit die kinetiese energie van die kwarke en die energie van die gluonvelde wat die kwarke saambind.

Inhoud

’n Vrye proton (’n proton wat nie aan nukleone of elektrone gebind is nie) is ’n stabiele deeltjie en daar is nog nie waargeneem dat dit spontaan in ander deeltjies verval nie. Vrye protone word natuurlik in verskeie situasies aangetref waarin energieë en temperature hoog genoeg is om hulle van elektrone te skei. Vrye protone kom voor in plasmas waarvan temperature te hoog is dat hulle met elektrone kan bind. Vrye protone met ’n hoë energie en snelheid maak 90% uit van kosmiese straling, wat in ’n vakuum vir interstellêre afstande voortplant. Vrye protone word direk vrygelaat uit atoomkerns in sommige seldsame soorte radioaktiewe verval. Protone ontstaan ook (saam met elektrone en antineutrino's) uit die radioaktiewe verval van vrye neutron, wat onstabiel is.

Die spontane verval van vrye protone is nog nie waargeneem nie en daarom word protone volgens die Standaardmodel as stabiele deeltjies beskou. Sommige teorieë in deeltjiefisika voorspel egter protonverval behoort plaas te vind ná tussen 1031 en 1036 jaar, en eksperimentele ondersoeke het gedui op laer grense vir die gemiddelde leeftyd van ’n proton vir verskeie veronderstelde vervalprodukte.

Eksperimente by die Super-Kamiokande-detektor in Japan dui op laer grense vir ’n proton se gemiddelde leeftyd van6,6×1033 jaar vir verval in ’n antimuon en ’n neutrale pion, en8,2×1033 jaar vir verval in ’n positron en ’n neutrale pion. In nog ’n eksperiment by die Sudbury-neutrinosterrewag in Kanada is gesoek na gammastrale wat die gevolg is van residu-kerns wat ontstaan uit die verval van ’n proton van suurstof-16. Dié eksperiment was bedoel om verval in enige produk op te spoor, en het gedui op ’n laer grens vir die lweensduur van ’n proton van2,1×1029 jaar.

Dit is egter bekend dat protone in neutrone verander ná elektronvangs. Vir vrye protone gebeur hierdie proses nie spontaan nie, maar slegs wanneer energie verskaf word. Die vergelyking is:

p+ + en + νe

Die proses is omkeerbaar; neutrone kan terugverander in protone deur betaverval, ’n algemene vorm van radioaktiewe verval. Eintlik verval ’n vrye neutron op dié manier, met ’n gemiddelde leeftyd van sowat 15 minute.

In kwantumchromodinamika, die moderne teorie van kernkrag, word die grootste deel van die massa van protone en neutrone verduidelik deur spesiale relatiwiteit. Die proton se massa is sowat 80-100 keer so groot as die som van die rusmassas van die kwarke waaruit dit bestaan, terwyl die gluone geen rusmassa het nie. Die ekstra energie van die kwarke en gluone in ’n streek binne ’n proton maak amper 99% van die massa uit. Die rusmassa van ’n proton is dus die rusmassa van die stelsel van bewegende kwarke en gluone waaruit die deeltjie bestaan, en in sulke stelsels word selfs die energie van die massalose deeltjies steeds gemeet as deel van die rusmassa van die stelsel.

Twee terme word gebruik in verwysing na die massa van die kwarke waaruit protone bestaan: "Huidige kwarkmassa" verwys na die massa van die kwarke self, terwyl "samestellende kwarkmassa" verwys na die huidige kwarkmassa plus die massa van die gluonveld wat die kwarke omring.:285–286 :150–151 Hierdie massas het gewoonlik heel verskillende waardes. Soos reeds gesê, kom die grootste deel van die proton se massa van die gluone wat die huidige kwarke saambind, eerder as van die kwarke self. Hoewel gluone nie massa het nie, besit hulle energie – meer spesifiek kwantumchromodinamiese bindingsenergie (KCBE) – en dit is wat so ’n groot deel van die massa van protone uitmaak. ’n Proton het ’n massa van sowat 938 MeV/c2, waarvan die rusmassas van sy drie kwarke net sowat 9,4 MeV/c2 bydra.

In chemie is die getal protone in die kern van ’n atoom bekend as die atoomgetal, wat aandui tot watter element die atoom behoort. Die atoomgetal van chloor is byvoorbeeld 17; dit beteken elke chlooratoom het 17 protone en elke atoom met 17 protone is ’n chlooratoom. Die chemiese eienskappe van elke atoom word bepaal deur die getal (negatief gelaaide) elektrone, wat in neutrale atome gelyk is aan die getal (positiewe) protone sodat die algehele lading nul is. ’n Neutrale chlooratoom het byvoorbeeld 17 protone en 17 elektrone, terwyl ’n chloor-anioon 17 protone en 18 elektrone het vir ’n algehele lading van−1.

Alle atome van ’n spesifieke element is egter nie identies nie omdat die getal neutrone kan wissel om verskillende isotope te vorm, en energievlakke kan wissel om verskillende kernisomere te vorm. Daar is byvoorbeeld twee stabiele isotope van chloor:3517Cl18 met 35 − 17 = 18 neutrone en3717Cl20 met 37 − 17 = 20 neutrone.

  1. Mohr, P.J.; Taylor, B.N., Newell, D.B. (2015), , National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, US.
  2. Cho, Adrian (2 April 2010). . Science Magazine (in Engels). American Association for the Advancement of Science. vanaf die oorspronklike op 27 Augustus 2015. Besoek op27 September 2014.
  3. Buccella, F.; Miele, G.; Rosa, L.; Santorelli, P.; Tuzi, T. (1989). "An upper limit for the proton lifetime in SO(10)". Physics Letters B. 233: 178–182. Bibcode:. doi:.
  4. Lee, D. G.; Mohapatra, R.; Parida, M.; Rani, M. (1995). "Predictions for the proton lifetime in minimal nonsupersymmetric SO(10) models: An update". Physical Review D. 51: 229–235. arXiv:. Bibcode:. doi:.
  5. . Kamioka Observatory. November 2009. vanaf die oorspronklike op 12 Mei 2020.
  6. Nishino, H.; Clark, S.; Abe, K.; Hayato, Y.; Iida, T.; Ikeda, M.; Kameda, J.; Kobayashi, K.; Koshio, Y.; Miura, M.; Moriyama, S.; Nakahata, M.; Nakayama, S.; Obayashi, Y.; Ogawa, H.; Sekiya, H.; Shiozawa, M.; Suzuki, Y.; Takeda, A.; Takenaga, Y.; Takeuchi, Y.; Ueno, K.; Ueshima, K.; Watanabe, H.; Yamada, S.; Hazama, S.; Higuchi, I.; Ishihara, C.; Kajita, T.; et al. (2009). "Search for Proton Decay via p→e+π0 and p→μ+π0 in a Large Water Cherenkov Detector". Physical Review Letters. 102 (14): 141801. arXiv:. Bibcode:. doi:. PMID .
  7. Ahmed, S.; Anthony, A.; Beier, E.; Bellerive, A.; Biller, S.; Boger, J.; Boulay, M.; Bowler, M.; Bowles, T.; Brice, S.; Bullard, T.; Chan, Y.; Chen, M.; Chen, X.; Cleveland, B.; Cox, G.; Dai, X.; Dalnoki-Veress, F.; Doe, P.; Dosanjh, R.; Doucas, G.; Dragowsky, M.; Duba, C.; Duncan, F.; Dunford, M.; Dunmore, J.; Earle, E.; Elliott, S.; Evans, H.; et al. (2004). "Constraints on Nucleon Decay via Invisible Modes from the Sudbury Neutrino Observatory". Physical Review Letters. 92 (10): 102004. arXiv:. Bibcode:. doi:. PMID .
  8. Watson, A. (2004). The Quantum Quark. Cambridge University Press. pp. 285–286. ISBN 0-521-82907-0.
  9. Timothy Paul Smith (2003). Hidden Worlds: Hunting for Quarks in Ordinary Matter. Princeton University Press. ISBN 0-691-05773-7.
  10. Weise, W.; Green, A.M. (1984). Quarks and Nuclei. World Scientific. pp. 65–66. ISBN 9971-966-61-1.
  11. Ball, Philip (20 November 2008). . Nature. doi:. Besoek op27 Augustus 2014.
  12. Reynolds, Mark (April 2009). . CNRS international magazine. CNRS (13). ISSN . Besoek op27 Augustus 2014.

Publikasie datum: September 03, 2021

proton, ander, betekenisse, sien, proton, dubbelsinnig, proton, subatomiese, deeltjie, positiewe, elektriese, lading, massa, skaal, atoommassas, omtrent, keer, massa, elektron, effens, minder, dié, neutron, neutrone, saam, bekend, nukleone, kwarksamestelling, . Vir ander betekenisse sien proton dubbelsinnig Die proton is n subatomiese deeltjie met n positiewe elektriese lading en n massa van 1 op die skaal van atoommassas omtrent 1 836 keer die massa van n elektron en effens minder as die van n neutron Protone en neutrone is saam bekend as nukleone ProtonDie kwarksamestelling van n proton twee opkwarke u en een afkwark d Die kleure van die individuele kwarke is arbitrer maar al drie kleure moet teenwoordig wees Wisselwerkings tussen kwarke word bewerkstelling deur gluone Klassifikasie BarionSamestelling 2 opkwarke u 1 afkwark d Statistiek FermioniesGroep HadronWisselwerking Swaartekrag elektromagnetiese swak sterk wisselwerkingSimbool p p N Antideeltjie AntiprotonGeteoretiseer William Prout 1815 Ontdek Waargeneem as H deur Eugen Goldstein 1886 In ander kerns geidentifiseer en naam gegee deur Ernest Rutherford 1917 1920 Massa 938 2720 813 58 MeV c2 1 1 0072 764 668 79 91 u 1 Gem leeftyd gt 2 1 1029 jaar stabiel Elektriese lading 1 e 1 6021 766 208 98 10 19 C 1 Ladingradius 0 8751 61 fm 1 Dipoolmoment lt 5 4 10 24 e cmElektriese polariseerbaarheid 1 20 6 10 3 fm3Magnetiese moment 1 4106 067 873 97 10 26 J T 1 1 1 5210 322 053 46 10 3 mB 1 2 7928 473 508 85 mN 1 Magnetiese polariseerbaarheid 1 9 5 10 4 fm3Spin 1 2Swak isospin 1 2Pariteit 1 Die kern van die waterstofatoom se mees algemene isotoop is n enkele proton Die kerns van ander atome bestaan uit protone en neutrone wat deur die sterk kernkrag gebind word Die getal protone in die kern word die atoomgetal simbool Z genoem en bepaal die chemiese eienskappe van n atoom asook watter chemiese element dit is Die woord proton is Grieks vir eerste en die naam is in 1920 deur die Britse fisikus Ernest Rutherford aan die waterstofkern gegee In vorige jare het Rutherford ontdek die waterstofkern die ligste kern kan deur atoombotsings onttrek word van die kerns van stikstof Die proton was dus n kandidaat om n elementere deeltjie te wees en dus die bousteen van stikstof en alle ander swaarder kerns In die moderne Standaardmodel van deeltjiefisika is protone hadrone en bestaan hulle nes neutrone die ander soort nukleon uit drie kwarke Hulle word dus nie meer as elementere deeltjies beskou nie Dit is nou bekend hulle bestaan uit twee opkwarke met n lading van 2 3 e en een afkwark met n lading van 1 3 e Die rusmassas van kwarke dra egter net sowat 1 van die proton se massa by 2 Die res van die massa is vanwee die kwantumchromodinamiese bindingsenergie wat insluit die kinetiese energie van die kwarke en die energie van die gluonvelde wat die kwarke saambind Inhoud 1 Stabiliteit 2 Kwarke en die massa van n proton 3 Atoomgetal 4 Verwysings 5 Eksterne skakelsStabiliteit Wysig n Vrye proton n proton wat nie aan nukleone of elektrone gebind is nie is n stabiele deeltjie en daar is nog nie waargeneem dat dit spontaan in ander deeltjies verval nie Vrye protone word natuurlik in verskeie situasies aangetref waarin energiee en temperature hoog genoeg is om hulle van elektrone te skei Vrye protone kom voor in plasmas waarvan temperature te hoog is dat hulle met elektrone kan bind Vrye protone met n hoe energie en snelheid maak 90 uit van kosmiese straling wat in n vakuum vir interstellere afstande voortplant Vrye protone word direk vrygelaat uit atoomkerns in sommige seldsame soorte radioaktiewe verval Protone ontstaan ook saam met elektrone en antineutrino s uit die radioaktiewe verval van vrye neutron wat onstabiel is Die spontane verval van vrye protone is nog nie waargeneem nie en daarom word protone volgens die Standaardmodel as stabiele deeltjies beskou Sommige teoriee in deeltjiefisika voorspel egter protonverval behoort plaas te vind na tussen 1031 en 1036 jaar en eksperimentele ondersoeke het gedui op laer grense vir die gemiddelde leeftyd van n proton vir verskeie veronderstelde vervalprodukte 3 4 5 Eksperimente by die Super Kamiokande detektor in Japan dui op laer grense vir n proton se gemiddelde leeftyd van 6 6 1033 jaar vir verval in n antimuon en n neutrale pion en 8 2 1033 jaar vir verval in n positron en n neutrale pion 6 In nog n eksperiment by die Sudbury neutrinosterrewag in Kanada is gesoek na gammastrale wat die gevolg is van residu kerns wat ontstaan uit die verval van n proton van suurstof 16 Die eksperiment was bedoel om verval in enige produk op te spoor en het gedui op n laer grens vir die lweensduur van n proton van 2 1 1029 jaar 7 Dit is egter bekend dat protone in neutrone verander na elektronvangs Vir vrye protone gebeur hierdie proses nie spontaan nie maar slegs wanneer energie verskaf word Die vergelyking is p e n ne Die proses is omkeerbaar neutrone kan terugverander in protone deur betaverval n algemene vorm van radioaktiewe verval Eintlik verval n vrye neutron op die manier met n gemiddelde leeftyd van sowat 15 minute Kwarke en die massa van n proton WysigIn kwantumchromodinamika die moderne teorie van kernkrag word die grootste deel van die massa van protone en neutrone verduidelik deur spesiale relatiwiteit Die proton se massa is sowat 80 100 keer so groot as die som van die rusmassas van die kwarke waaruit dit bestaan terwyl die gluone geen rusmassa het nie Die ekstra energie van die kwarke en gluone in n streek binne n proton maak amper 99 van die massa uit Die rusmassa van n proton is dus die rusmassa van die stelsel van bewegende kwarke en gluone waaruit die deeltjie bestaan en in sulke stelsels word selfs die energie van die massalose deeltjies steeds gemeet as deel van die rusmassa van die stelsel Twee terme word gebruik in verwysing na die massa van die kwarke waaruit protone bestaan Huidige kwarkmassa verwys na die massa van die kwarke self terwyl samestellende kwarkmassa verwys na die huidige kwarkmassa plus die massa van die gluonveld wat die kwarke omring 8 285 286 9 150 151 Hierdie massas het gewoonlik heel verskillende waardes Soos reeds gese kom die grootste deel van die proton se massa van die gluone wat die huidige kwarke saambind eerder as van die kwarke self Hoewel gluone nie massa het nie besit hulle energie meer spesifiek kwantumchromodinamiese bindingsenergie KCBE en dit is wat so n groot deel van die massa van protone uitmaak n Proton het n massa van sowat 938 MeV c2 waarvan die rusmassas van sy drie kwarke net sowat 9 4 MeV c2 bydra 10 11 12 Atoomgetal WysigIn chemie is die getal protone in die kern van n atoom bekend as die atoomgetal wat aandui tot watter element die atoom behoort Die atoomgetal van chloor is byvoorbeeld 17 dit beteken elke chlooratoom het 17 protone en elke atoom met 17 protone is n chlooratoom Die chemiese eienskappe van elke atoom word bepaal deur die getal negatief gelaaide elektrone wat in neutrale atome gelyk is aan die getal positiewe protone sodat die algehele lading nul is n Neutrale chlooratoom het byvoorbeeld 17 protone en 17 elektrone terwyl n chloor anioon 17 protone en 18 elektrone het vir n algehele lading van 1 Alle atome van n spesifieke element is egter nie identies nie omdat die getal neutrone kan wissel om verskillende isotope te vorm en energievlakke kan wissel om verskillende kernisomere te vorm Daar is byvoorbeeld twee stabiele isotope van chloor 35 17 Cl18 met 35 17 18 neutrone en 37 17 Cl20 met 37 17 20 neutrone Verwysings Wysig 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 Mohr P J Taylor B N Newell D B 2015 The 2014 CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants National Institute of Standards and Technology Gaithersburg MD US Cho Adrian 2 April 2010 Mass of the Common Quark Finally Nailed Down Science Magazine in Engels American Association for the Advancement of Science Geargiveer vanaf die oorspronklike op 27 Augustus 2015 Besoek op 27 September 2014 Buccella F Miele G Rosa L Santorelli P Tuzi T 1989 An upper limit for the proton lifetime in SO 10 Physics Letters B 233 178 182 Bibcode 1989PhLB 233 178B doi 10 1016 0370 2693 89 90637 0 Lee D G Mohapatra R Parida M Rani M 1995 Predictions for the proton lifetime in minimal nonsupersymmetric SO 10 models An update Physical Review D 51 229 235 arXiv hep ph 9404238 Bibcode 1995PhRvD 51 229L doi 10 1103 PhysRevD 51 229 Proton lifetime is longer than 1034 years Kamioka Observatory November 2009 Geargiveer vanaf die oorspronklike op 12 Mei 2020 Nishino H Clark S Abe K Hayato Y Iida T Ikeda M Kameda J Kobayashi K Koshio Y Miura M Moriyama S Nakahata M Nakayama S Obayashi Y Ogawa H Sekiya H Shiozawa M Suzuki Y Takeda A Takenaga Y Takeuchi Y Ueno K Ueshima K Watanabe H Yamada S Hazama S Higuchi I Ishihara C Kajita T et al 2009 Search for Proton Decay via p e p0 and p m p0 in a Large Water Cherenkov Detector Physical Review Letters 102 14 141801 arXiv 0903 0676 Bibcode 2009PhRvL 102n1801N doi 10 1103 PhysRevLett 102 141801 PMID 19392425 Ahmed S Anthony A Beier E Bellerive A Biller S Boger J Boulay M Bowler M Bowles T Brice S Bullard T Chan Y Chen M Chen X Cleveland B Cox G Dai X Dalnoki Veress F Doe P Dosanjh R Doucas G Dragowsky M Duba C Duncan F Dunford M Dunmore J Earle E Elliott S Evans H et al 2004 Constraints on Nucleon Decay via Invisible Modes from the Sudbury Neutrino Observatory Physical Review Letters 92 10 102004 arXiv hep ex 0310030 Bibcode 2004PhRvL 92j2004A doi 10 1103 PhysRevLett 92 102004 PMID 15089201 Watson A 2004 The Quantum Quark Cambridge University Press pp 285 286 ISBN 0 521 82907 0 Timothy Paul Smith 2003 Hidden Worlds Hunting for Quarks in Ordinary Matter Princeton University Press ISBN 0 691 05773 7 Weise W Green A M 1984 Quarks and Nuclei World Scientific pp 65 66 ISBN 9971 966 61 1 Ball Philip 20 November 2008 Nuclear masses calculated from scratch Nature doi 10 1038 news 2008 1246 Besoek op 27 Augustus 2014 Reynolds Mark April 2009 Calculating the Mass of a Proton CNRS international magazine CNRS 13 ISSN 2270 5317 Besoek op 27 Augustus 2014 Eksterne skakels Wysig Wikiwoordeboek het n inskrywing vir proton Hierdie artikel is vertaal uit die Engelse WikipediaOntsluit van https af wikipedia org w index php title Proton amp ol,