Маса пратона

Некалі лічылася, што самая дробная адзінка будовы любога рэчыва - гэта малекула. Затым, з вынаходствам больш магутных мікраскопаў, чалавецтва са здзіўленнем адкрыла для сябе паняцце атама - складовай часціцы малекул. Здавалася б, куды менш? Між тым, яшчэ пазней высветлілася, што атам, у сваю чаргу, складаецца з больш дробных элементаў.

У пачатку 20 стагоддзя брытанскі фізік Радэрфорд Эрнэст адкрыў наяўнасць у атаме ядраў - цэнтральных структур, менавіта гэты момант пазначыў пачатак чарады бясконцых адкрыццяў, якія тычацца прылады драбнюткага структурнага элемента рэчывы.

На сённяшні дзень, грунтуючыся на ядзернай мадэлі будовы атамаў і дзякуючы шматлікім даследаванням, вядома, што атам складаецца з ядра, якое акружана электронным воблакам. У складзе такога "аблокі" - электроны, або элементарныя часціцы з адмоўным зарадам. У склад ядра, наадварот, уваходзяць часціцы з электрічным станоўчым зарадам, якія атрымалі назву пратоны. Ужо згаданы вышэй брытанскі фізік змог назіраць і пасля апісаць гэта з'ява. У 1919 годзе ён праводзіў эксперымент, які заключаўся ў тым, што альфа-часціцы выбівалі ядра вадароду з ядраў іншых элементаў. Такім чынам, яму ўдалося высветліць і даказаць, што пратоны - не што іншае, як ядро атама вадароду без адзінага электрона. У сучаснай фізіцы пратоны абазначаюцца з дапамогай сімвала p ці p + (што пазначае станоўчы зарад).

Пратон ў перакладзе з грэцкага азначае "першы, асноўны" - элементарная часціца, якая адносіцца да класа барионов, г.зн. адносна цяжкіх элементарных часціц. Ўяўляе сабой стабільную структуру, час яго жыцця складае больш за 2,9 х 10 (29) гадоў.

Строга кажучы, акрамя пратона, ядро атама змяшчае таксама і нейтроны, якія, зыходзячы з назвы, нейтральна зараджаныя. Абодва гэтых элемента называюць нуклонов.

Маса пратона, у вынiку цалкам відавочных абставін, доўгі час не магла быць вымераная. Цяпер жа вядома, што яна складае

mp = 1,67262 ∙ 10-27 кг.

Менавіта такім чынам выглядае і маса спакою пратона.

Пяройдзем да разгляду спецыфічных для розных абласцей фізікі разуменьняў масы пратона.

Маса часціцы ў рамках ядзернай фізікі часцей прымае іншы выгляд, адзінкай вымярэння яе з'яўляецца а.е.м.

А.е.м. - атамная адзінка масы. Адна а.е.м. раўняецца 1/12 масы атама вугляроду, масавае лік якога складае 12. Адсюль 1 атамная адзінка масы роўная 1,66057 · 10-27 кг.

Маса пратона, такім чынам, выглядае наступным чынам:

mp = 1,007276 а. а. м.

Існуе яшчэ адзін спосаб выказаць масу гэтай станоўча зараджанай часціцы, выкарыстоўваючы іншыя адзінкі вымярэння. Для гэтага спачатку трэба прыняць як аксіёму эквівалентнасць масы і энергіі E = mc2. Дзе з - хуткасць святла, а m - маса цела.

Маса пратона ў дадзенай выпадку будзе вымярацца ў мегаэлектронвольт або МЭВ. Такая адзінка вымярэння выкарыстоўваецца выключна ў ядзернай і атамнай фізіцы і служыць для вымярэння той энергіі, што неабходна для пераносу часціцы паміж двума кропкамі ў электрастатычным полі. З той умовай, што розніца патэнцыялаў паміж гэтымі кропкамі роўная 1 вольт.

Адсюль, улічваючы, што 1 а.е.м. = 931,494829533852 МЭВ, маса пратона роўная прыблізна

mp = 938 МЭВ.

Такая выснова быў атрыманы на падставе мас-спектраскапічныя вымярэнняў, і менавіта масу ў тым выглядзе, у якім яна прыведзена вышэй, прынята таксама называць і э нергией спакою пратона.

Такім чынам, арыентуючыся на патрэбы эксперыменту, маса драбнюткай часціцы можа быць выказана трыма рознымі значэннямі, у трох розных адзінках вымярэння.

Акрамя таго, маса пратона можа быць выказана адносна масы электрона, які, як вядома, значна "цяжэй" станоўча зараджанай часціцы. Раўняцца маса пры грубым падліку і значных хібнасцях ў гэтым выпадку будзе 1836,152 672 адносна масы электрона.