Qui et quand a découvert le proton et le neutron.

Les protons participent aux réactions thermonucléaires, qui constituent la principale source d'énergie générée par les étoiles. En particulier, les réactions pp-cycle, qui est la source de la quasi-totalité de l'énergie émise par le Soleil, se résume à la combinaison de quatre protons en un noyau d'hélium-4 avec transformation de deux protons en neutrons.

En physique, le proton est noté p(ou p+ ). La désignation chimique du proton (considéré comme un ion hydrogène positif) est H +, la désignation astrophysique est HII.

Ouverture

Propriétés des protons

Le rapport des masses des protons et des électrons, égal à 1836,152 673 89(17), avec une précision de 0,002% est égal à la valeur 6π 5 = 1836,118...

La structure interne du proton a été étudiée pour la première fois expérimentalement par R. Hofstadter en étudiant les collisions d'un faisceau d'électrons de haute énergie (2 GeV) avec des protons (Prix Nobel de physique 1961). Le proton est constitué d'un noyau lourd (noyau) d'un rayon de cm, avec une densité de masse et de charge élevée, portant ≈ 35 % (\displaystyle \environ 35\,\%) charge électrique du proton et de la coquille relativement raréfiée qui l'entoure. A distance de ≈ 0 , 25 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \approx 0(,)25\cdot 10^(-13)) avant ≈ 1 , 4 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \approx 1(,)4\cdot 10^(-13)) cm cette coquille est principalement constituée de mésons virtuels ρ - et π portant ≈ 50 % (\displaystyle \environ 50\,\%) charge électrique du proton, puis à distance ≈ 2 , 5 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \approx 2(,)5\cdot 10^(-13)) cm étend une coquille de mésons ω - et π virtuels, transportant environ 15 % de la charge électrique du proton.

La pression au centre du proton créé par les quarks est d'environ 10 35 Pa (10 30 atmosphères), c'est-à-dire supérieure à la pression à l'intérieur des étoiles à neutrons.

Le moment magnétique d'un proton est mesuré en mesurant le rapport entre la fréquence de résonance de précession du moment magnétique du proton dans un champ magnétique uniforme donné et la fréquence cyclotron de l'orbite circulaire du proton dans le même champ.

Il existe trois grandeurs physiques associées à un proton qui ont la dimension de longueur :

Les mesures du rayon du proton à l'aide d'atomes d'hydrogène ordinaires, réalisées par diverses méthodes depuis les années 1960, ont conduit (CODATA -2014) au résultat 0,8751 ± 0,0061 femtomètre(1 fm = 10 −15 m). Les premières expériences avec des atomes d'hydrogène muoniques (où l'électron est remplacé par un muon) ont donné un résultat 4 % plus petit pour ce rayon : 0,84184 ± 0,00067 fm. Les raisons de cette différence ne sont pas encore claires.

La stabilité

Le proton libre est stable, les études expérimentales n'ont révélé aucun signe de sa désintégration (la limite inférieure de la durée de vie est de 2,9⋅10 29 ans quel que soit le canal de désintégration, 1,6⋅10 34 ans pour la désintégration en positon et pion neutre, 7,7⋅ 10 33 ans pour la désintégration en un muon positif et un pion neutre). Puisque le proton est le plus léger des baryons, la stabilité du proton est une conséquence de la loi de conservation du nombre de baryons - un proton ne peut pas se désintégrer en particules plus légères (par exemple, en un positron et un neutrino) sans violer cette loi. Cependant, de nombreuses extensions théoriques du modèle standard prédisent des processus (pas encore observés) qui entraîneraient une non-conservation du nombre de baryons et donc une désintégration des protons.

Un proton lié dans un noyau atomique est capable de capturer un électron de la couche électronique K, L ou M de l'atome (ce qu'on appelle « capture d'électrons »). Un proton du noyau atomique, ayant absorbé un électron, se transforme en neutron et émet simultanément un neutrino : p+e − →+ν e . Un « trou » dans la couche K, L ou M formé par capture d’électrons est rempli d’un électron provenant de l’une des couches électroniques sus-jacentes de l’atome, émettant des rayons X caractéristiques correspondant au numéro atomique. Z− 1, et/ou électrons Auger. Plus de 1000 isotopes parmi 7 sont connus
4 à 262
105, se désintégrant par capture d'électrons. À des énergies de désintégration disponibles suffisamment élevées (au-dessus 2m e c 2 ≈ 1,022 MeV) un canal de désintégration concurrent s'ouvre - désintégration des positons p → +e ++ν e . Il convient de souligner que ces processus ne sont possibles que pour un proton dans certains noyaux, où l'énergie manquante est reconstituée par la transition du neutron résultant vers une enveloppe nucléaire inférieure ; pour un proton libre ils sont interdits par la loi de conservation de l'énergie.

La source de protons en chimie sont les acides minéraux (nitrique, sulfurique, phosphorique et autres) et organiques (formique, acétique, oxalique et autres). Dans une solution aqueuse, les acides sont capables de se dissocier avec élimination d'un proton, formant un cation hydronium.

En phase gazeuse, les protons sont obtenus par ionisation - l'élimination d'un électron d'un atome d'hydrogène. Le potentiel d'ionisation d'un atome d'hydrogène non excité est de 13,595 eV. Lorsque l'hydrogène moléculaire est ionisé par des électrons rapides à pression atmosphérique et à température ambiante, l'ion hydrogène moléculaire (H 2 +) se forme initialement - un système physique constitué de deux protons maintenus ensemble à une distance de 1,06 par un électron. La stabilité d'un tel système, selon Pauling, est due à la résonance d'un électron entre deux protons avec une « fréquence de résonance » égale à 7·10 14 s −1. Lorsque la température atteint plusieurs milliers de degrés, la composition des produits d'ionisation de l'hydrogène évolue en faveur des protons - H +.

Application

Les faisceaux de protons accélérés sont utilisés en physique expérimentale des particules élémentaires (étude des processus de diffusion et production de faisceaux d'autres particules), en médecine (protonthérapie pour le cancer).

voir également

Remarques

http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt Constantes physiques fondamentales --- Liste complète
Valeur CODATA : masse du proton
Valeur CODATA : masse du proton en u
Ahmed S. ; et coll. (2004). « Contraintes sur la désintégration des nucléons via les modes invisibles de l'Observatoire des neutrinos de Sudbury. » Lettres d'examen physique. 92 (10) : 102004. arXiv : hep-ex/0310030. Bibcode:2004PhRvL..92j2004A. DOI : 10.1103/PhysRevLett.92.102004. PMID.
Valeur CODATA : équivalent d'énergie de masse du proton en MeV
Valeur CODATA : rapport de masse proton-électron
, Avec. 67.
Hofstadter P. Structure des noyaux et des nucléons // Phys. - 1963. - T. 81, n° 1. - P. 185-200. -ISSN. - URL : http://ufn.ru/ru/articles/1963/9/e/
Shchelkin K.I. Processus virtuels et structure du nucléon // Physique du Micromonde - M. : Atomizdat, 1965. - P. 75.
Jdanov G.B. Diffusion élastique, interactions périphériques et résonances // Particules de haute énergie. Hautes énergies dans l'espace et les laboratoires - M. : Nauka, 1965. - P. 132.
Burkert V.D., Elouadrhiri L., Girod F.X. La répartition de la pression à l'intérieur du proton // Nature. - 2018. - Mai (vol. 557, n° 7705). - P. 396-399. -DOI :10.1038/s41586-018-0060-z.
Bethe, G., Morrison F. Théorie élémentaire du noyau. - M : IL, 1956. - P. 48.

L'hydrogène, un élément qui a la structure la plus simple. Il a une charge positive et une durée de vie quasi illimitée. C'est la particule la plus stable de l'Univers. Les protons produits par le Big Bang ne se sont pas encore désintégrés. La masse du proton est de 1,627*10-27 kg ou 938,272 eV. Le plus souvent, cette valeur est exprimée en électronvolts.

Le proton a été découvert par le « père » de la physique nucléaire, Ernest Rutherford. Il a émis l'hypothèse que les noyaux des atomes de tous les éléments chimiques sont constitués de protons, puisque leur masse dépasse d'un nombre entier de fois celle du noyau d'un atome d'hydrogène. Rutherford a réalisé une expérience intéressante. A cette époque, la radioactivité naturelle de certains éléments avait déjà été découverte. En utilisant un rayonnement alpha (les particules alpha sont des noyaux d'hélium à haute énergie), le scientifique a irradié des atomes d'azote. À la suite de cette interaction, une particule s’est envolée. Rutherford a suggéré qu'il s'agissait d'un proton. D'autres expériences dans une chambre à bulles Wilson ont confirmé son hypothèse. Ainsi, en 1913, une nouvelle particule fut découverte, mais l’hypothèse de Rutherford sur la composition du noyau s’avéra intenable.

Découverte du neutron

Le grand scientifique a trouvé une erreur dans ses calculs et a émis une hypothèse sur l'existence d'une autre particule faisant partie du noyau et ayant presque la même masse qu'un proton. Expérimentalement, il n'a pas pu le détecter.

Cela a été réalisé en 1932 par le scientifique anglais James Chadwick. Il a mené une expérience dans laquelle il a bombardé des atomes de béryllium avec des particules alpha de haute énergie. À la suite de la réaction nucléaire, une particule a été émise par le noyau de béryllium, appelée plus tard neutron. Pour sa découverte, Chadwick reçut le prix Nobel trois ans plus tard.

La masse d'un neutron diffère en réalité peu de la masse d'un proton (1,622 * 10-27 kg), mais cette particule n'a pas de charge. En ce sens, il est neutre et en même temps capable de provoquer la fission de noyaux lourds. En raison du manque de charge, un neutron peut facilement traverser la barrière de potentiel coulombien élevé et pénétrer dans la structure du noyau.

Le proton et le neutron ont des propriétés quantiques (ils peuvent présenter les propriétés des particules et des ondes). Le rayonnement neutronique est utilisé à des fins médicales. Une capacité de pénétration élevée permet à ce rayonnement d'ioniser les tumeurs profondes et autres formations malignes et de les détecter. Dans ce cas, l’énergie des particules est relativement faible.

Le neutron, contrairement au proton, est une particule instable. Sa durée de vie est d'environ 900 secondes. Il se désintègre en un proton, un électron et un neutrino électronique.

, électromagnétique et gravitationnel

En physique, le proton est noté p(ou p+ ). La désignation chimique du proton (considéré comme un ion hydrogène positif) est H +, la désignation astrophysique est HII.

Ouverture

Propriétés des protons

Le rapport des masses des protons et des électrons, égal à 1836,152 673 89(17), avec une précision de 0,002% est égal à la valeur 6π 5 = 1836,118...

La pression au centre du proton créé par les quarks est d'environ 10 35 Pa (10 30 atmosphères), c'est-à-dire supérieure à la pression à l'intérieur des étoiles à neutrons.

Il existe trois grandeurs physiques associées à un proton qui ont la dimension de longueur :

La charge dite faible du proton Q w ≈ 1 − 4 péché 2 θ W, qui détermine sa participation à des interactions faibles par l'échange Z Le boson 0 (similaire à la façon dont la charge électrique d'une particule détermine sa participation aux interactions électromagnétiques en échangeant un photon) est de 0,0719 ± 0,0045, selon des mesures expérimentales de violation de parité lors de la diffusion d'électrons polarisés sur des protons. La valeur mesurée est cohérente, à l'erreur expérimentale près, avec les prédictions théoriques du modèle standard (0,0708 ± 0,0003).

La stabilité

Le proton libre est stable, les études expérimentales n'ont révélé aucun signe de sa désintégration (la limite inférieure de la durée de vie est de 2,9⋅10 29 ans quel que soit le canal de désintégration, 8,2⋅10 33 ans pour la désintégration en positron et pion neutre, 6,6⋅ 10 33 ans pour la désintégration en un muon positif et un pion neutre). Puisque le proton est le plus léger des baryons, la stabilité du proton est une conséquence de la loi de conservation du nombre de baryons - un proton ne peut pas se désintégrer en particules plus légères (par exemple, en un positron et un neutrino) sans violer cette loi. Cependant, de nombreuses extensions théoriques du modèle standard prédisent des processus (pas encore observés) qui entraîneraient une non-conservation du nombre de baryons et donc une désintégration des protons.

Application

voir également

Remarques

http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt Constantes physiques fondamentales --- Liste complète
Valeur CODATA : masse du proton
Valeur CODATA : masse du proton en u
Ahmed S. ; et coll. (2004). « Contraintes sur la désintégration des nucléons via les modes invisibles de l'Observatoire des neutrinos de Sudbury. » Lettres d'examen physique. 92 (10) : 102004. arXiv : hep-ex/0310030. Bibcode:2004PhRvL..92j2004A. DOI : 10.1103/PhysRevLett.92.102004. PMID.
Valeur CODATA : équivalent d'énergie de masse du proton en MeV
Valeur CODATA : rapport de masse proton-électron
, Avec. 67.
Hofstadter P. Structure des noyaux et des nucléons // Phys. - 1963. - T. 81, n° 1. - P. 185-200. -ISSN. - URL : http://ufn.ru/ru/articles/1963/9/e/
Shchelkin K.I. Processus virtuels et structure du nucléon // Physique du Micromonde - M. : Atomizdat, 1965. - P. 75.
Jdanov G.B. Diffusion élastique, interactions périphériques et résonances // Particules de haute énergie. Hautes énergies dans l'espace et les laboratoires - M. : Nauka, 1965. - P. 132.
Burkert V.D., Elouadrhiri L., Girod F.X. La répartition de la pression à l'intérieur du proton // Nature. - 2018. - Mai (vol. 557, n° 7705). - P. 396-399. -DOI :10.1038/s41586-018-0060-z.
Bethe, G., Morrison F. Théorie élémentaire du noyau. - M : IL, 1956. - P. 48.

Proton (particule élémentaire)

La théorie des champs des particules élémentaires, opérant dans le cadre de la SCIENCE, repose sur un fondement prouvé par la PHYSIQUE :

Électrodynamique classique,
Mécanique quantique (sans particules virtuelles qui contredisent la loi de conservation de l'énergie),
Les lois de conservation sont des lois fondamentales de la physique.

C'est la différence fondamentale entre l'approche scientifique utilisée par la théorie des champs des particules élémentaires - une vraie théorie doit fonctionner strictement dans le cadre des lois de la nature : c'est la SCIENCE.

Utiliser des particules élémentaires qui n'existent pas dans la nature, inventer des interactions fondamentales qui n'existent pas dans la nature, ou remplacer les interactions existant dans la nature par des fabuleuses, ignorer les lois de la nature, se livrer à des manipulations mathématiques avec elles (créer l'apparence de la science) - c'est le lot des CONTES DE FÉES fait passer pour de la science. En conséquence, la physique a glissé dans le monde des contes de fées mathématiques. Les personnages de contes de fées du modèle standard (quarks avec gluons), ainsi que les gravitons de contes de fées et les contes de fées de la « théorie quantique », ont déjà pénétré dans les manuels de physique - et trompent les enfants, faisant passer les contes de fées mathématiques pour la réalité. Les partisans honnêtes de la Nouvelle Physique ont tenté d’y résister, mais les forces n’étaient pas égales. Et ce fut ainsi jusqu'en 2010, avant l'avènement de la théorie des champs des particules élémentaires, lorsque la lutte pour la renaissance de la PHYSIQUE-SCIENCE a atteint le niveau d'une confrontation ouverte entre la véritable théorie scientifique et les contes de fées mathématiques qui ont pris le pouvoir dans la physique des particules élémentaires. le micromonde (et pas seulement).

Mais l'humanité n'aurait pas connu les réalisations de la Nouvelle Physique sans Internet, les moteurs de recherche et la possibilité de dire librement la vérité sur les pages du site. Quant aux publications qui rapportent de l'argent grâce à la science, qui les lit aujourd'hui pour de l'argent alors qu'il est possible d'obtenir rapidement et librement les informations recherchées sur Internet.

1 Un proton est une particule élémentaire
2Quand la physique restait une science
3 Proton en physique
4 Rayon de protons
5 Moment magnétique d'un proton
6 Champ électrique d'un proton

Ernest Rutherford en 1919, irradiant des noyaux d'azote avec des particules alpha, observa la formation de noyaux d'hydrogène. Rutherford a appelé la particule résultant de la collision un proton. Les premières photographies de traces de protons dans une chambre à nuages ont été prises en 1925 par Patrick Blackett. Mais les ions hydrogène eux-mêmes (qui sont des protons) étaient connus bien avant les expériences de Rutherford.
Aujourd’hui, au XXIe siècle, la physique peut en dire bien plus sur les protons.

1 Le proton est une particule élémentaire

Les idées des physiciens sur la structure du proton ont changé à mesure que la physique se développait.
Les physiciens considéraient initialement le proton comme une particule élémentaire jusqu'en 1964, lorsque GellMann et Zweig proposèrent indépendamment l'hypothèse des quarks.

Initialement, le modèle quark des hadrons était limité à seulement trois quarks hypothétiques et leurs antiparticules. Cela a permis de décrire correctement le spectre des particules élémentaires connues à cette époque, sans prendre en compte les leptons, qui ne rentraient pas dans le modèle proposé et étaient donc reconnus comme élémentaires, au même titre que les quarks. Le prix à payer était l’introduction de charges électriques fractionnées qui n’existent pas dans la nature. Puis, à mesure que la physique se développait et que de nouvelles données expérimentales devenaient disponibles, le modèle des quarks s'est progressivement développé et transformé, pour finalement devenir le modèle standard.

Les physiciens recherchent assidûment de nouvelles particules hypothétiques. La recherche des quarks a été réalisée dans les rayons cosmiques, dans la nature (puisque leur charge électrique fractionnaire ne peut être compensée) et dans des accélérateurs.
Les décennies passèrent, la puissance des accélérateurs augmenta et le résultat de la recherche de quarks hypothétiques fut toujours le même : Les quarks ne se trouvent PAS dans la nature.

Voyant la perspective de la mort du modèle des quarks (puis du modèle Standard), ses partisans ont composé et transmis à l'humanité un conte de fée selon lequel des traces de quarks auraient été observées dans certaines expériences. - Il est impossible de vérifier cette information - les données expérimentales sont traitées à l'aide du modèle standard, et elles donneront toujours quelque chose comme ce dont elles ont besoin. L'histoire de la physique connaît des exemples où, au lieu d'une particule, une autre a été introduite - la dernière manipulation de ce type de données expérimentales a été le glissement d'un méson vecteur comme un fabuleux boson de Higgs, censé être responsable de la masse des particules, mais en même temps le temps ne crée pas leur champ gravitationnel. Ce conte mathématique a même reçu le prix Nobel de physique. Dans notre cas, les ondes stationnaires d'un champ électromagnétique alternatif, sur lesquelles ont été écrites les théories ondulatoires des particules élémentaires, ont été introduites sous forme de quarks féeriques.

Lorsque le trône du modèle standard a recommencé à trembler, ses partisans ont composé et glissé à l’humanité un nouveau conte de fées pour les plus petits, appelé « Confinement ». Toute personne réfléchie y verra immédiatement une parodie de la loi de conservation de l’énergie – une loi fondamentale de la nature. Mais les partisans du Modèle Standard ne veulent pas voir la RÉALITÉ.

2Quand la physique restait une science

Lorsque la physique restait encore une science, la vérité n'était pas déterminée par l'opinion de la majorité, mais par l'expérience. C'est la différence fondamentale entre la PHYSIQUE-SCIENCE et les contes de fées mathématiques se faisant passer pour de la physique.
Toutes les expériences recherchant des quarks hypothétiques(sauf, bien sûr, pour glisser vos croyances sous couvert de données expérimentales) l'ont clairement montré : il n'y a AUCUN quark dans la nature.

Aujourd'hui, les partisans du modèle standard tentent de remplacer le résultat de toutes les expériences, qui sont devenues une condamnation à mort pour le modèle standard, par leur opinion collective, le faisant passer pour la réalité. Mais peu importe combien de temps le conte de fées continue, il y aura toujours une fin. La seule question est de savoir de quelle fin il s'agira : les partisans du Modèle Standard feront preuve d'intelligence, de courage et changeront de position suite au verdict unanime des expériences (ou plutôt : le verdict de la NATURE), ou ils seront relégués dans l'histoire au milieu rire universel Nouvelle physique - physique du 21e siècle, comme des conteurs qui ont tenté de tromper toute l’humanité. Le choix leur appartient.

Parlons maintenant du proton lui-même.

3 Proton en physique

Proton - particule élémentaire nombre quantique L=3/2 (spin = 1/2) - groupe baryon, sous-groupe proton, charge électrique +e (systématisation selon la théorie des champs des particules élémentaires).
Selon la théorie du champ des particules élémentaires (une théorie construite sur une base scientifique et la seule à avoir reçu le spectre correct de toutes les particules élémentaires), un proton est constitué d'un champ électromagnétique alternatif polarisé en rotation avec une composante constante. Toutes les affirmations infondées du modèle standard selon lesquelles le proton serait constitué de quarks n'ont rien à voir avec la réalité. - La physique a prouvé expérimentalement que le proton possède des champs électromagnétiques, ainsi qu'un champ gravitationnel. Il y a 100 ans, les physiciens ont brillamment deviné que les particules élémentaires non seulement possédaient, mais étaient constituées de champs électromagnétiques, mais il n’a été possible de construire une théorie qu’en 2010. Or, en 2015, est également apparue une théorie de la gravité des particules élémentaires, qui établissait la nature électromagnétique de la gravité et obtenait les équations du champ gravitationnel des particules élémentaires, différentes des équations de la gravité, sur la base desquelles plus d'un mathématicien un conte de fées en physique a été construit.

À l'heure actuelle, la théorie des champs des particules élémentaires (contrairement au modèle standard) ne contredit pas les données expérimentales sur la structure et le spectre des particules élémentaires et peut donc être considérée par la physique comme une théorie qui fonctionne dans la nature.

Structure du champ électromagnétique d'un proton(Le champ électrique constant E, le champ magnétique constant H et le champ électromagnétique alternatif sont marqués en jaune)
Bilan énergétique (pourcentage de l’énergie interne totale) :

champ électrique constant (E) - 0,346%,
champ magnétique constant (H) - 7,44%,
champ électromagnétique alternatif - 92,21 %.

Il s'ensuit que pour le proton m 0~ =0,9221m 0 et environ 8 pour cent de sa masse sont concentrés dans des champs électriques et magnétiques constants. Le rapport entre l'énergie concentrée dans un champ magnétique constant d'un proton et l'énergie concentrée dans un champ électrique constant est de 21,48. Ceci explique la présence de forces nucléaires dans le proton.

Le champ électrique d’un proton se compose de deux régions : une région externe avec une charge positive et une région interne avec une charge négative. La différence entre les charges des régions externe et interne détermine la charge électrique totale du proton +e. Sa quantification repose sur la géométrie et la structure des particules élémentaires.

Et voici à quoi ressemblent les interactions fondamentales des particules élémentaires qui existent réellement dans la nature :

4 Rayon de protons

La théorie des champs des particules élémentaires définit le rayon (r) d'une particule comme la distance entre le centre et le point auquel la densité de masse maximale est atteinte.

Pour un proton, ce sera 3,4212 ∙10 -16 m. A cela il faut ajouter l'épaisseur de la couche de champ électromagnétique, et on obtiendra le rayon de la région de l'espace occupée par le proton :

Pour un proton, cela sera 4,5616 ∙10 -16 m. Ainsi, la limite extérieure du proton est située à une distance de 4,5616 ∙10 -16 m du centre de la particule. Une petite partie de la masse concentrée dans la constante Le champ électrique et magnétique constant du proton, conformément aux lois de l'électrodynamique, se trouve en dehors de ce rayon.

5 Moment magnétique d'un proton

Contrairement à la théorie quantique, la théorie des champs des particules élémentaires affirme que les champs magnétiques des particules élémentaires ne sont pas créés par la rotation de spin de charges électriques, mais existent simultanément avec un champ électrique constant en tant que composante constante du champ électromagnétique. C'est pourquoi Toutes les particules élémentaires de nombre quantique L>0 ont des champs magnétiques constants.
La théorie des champs des particules élémentaires ne considère pas le moment magnétique du proton comme anormal - sa valeur est déterminée par un ensemble de nombres quantiques dans la mesure où la mécanique quantique fonctionne dans une particule élémentaire.
Ainsi, le moment magnétique principal d'un proton est créé par deux courants :

(+) avec moment magnétique +2 (eħ/m 0 s)
(-) avec moment magnétique -0,5 (eħ/m 0 s)

Pour obtenir le moment magnétique résultant d'un proton, il faut additionner les deux moments, multiplier par le pourcentage d'énergie contenue dans le champ électromagnétique alternatif d'onde du proton (divisé par 100 %) et ajouter la composante de spin (voir Théorie des champs de particules élémentaires (partie 2, section 3.2), nous obtenons ainsi 1,3964237 eh/m 0p c. Afin de le convertir en magnétons nucléaires ordinaires, le nombre obtenu doit être multiplié par deux - nous obtenons finalement 2,7928474.

Lorsque la physique supposait que les moments magnétiques des particules élémentaires sont créés par la rotation de spin de leur charge électrique, des unités appropriées ont été proposées pour les mesurer : pour un proton c'est eh/2m 0p c (rappelons que le spin d'un proton est 1/ 2) appelé magnéton nucléaire. Maintenant, 1/2 pourrait être omis, car ne portant pas de charge sémantique, et laissé simplement eh/m 0p c.

Mais sérieusement, il n'y a pas de courants électriques à l'intérieur des particules élémentaires, mais il y a des champs magnétiques (et il n'y a pas de charges électriques, mais il y a des champs électriques). Il est impossible de remplacer les véritables champs magnétiques de particules élémentaires par des champs magnétiques de courants (ainsi que les véritables champs électriques de particules élémentaires par des champs de charges électriques), sans perte de précision - ces champs ont une nature différente. Il existe une autre électrodynamique ici - l'électrodynamique de la physique des champs, qui n'a pas encore été créée, comme la physique des champs elle-même.

6 Champ électrique d'un proton

6.1 Champ électrique des protons dans la zone lointaine

Les connaissances des physiciens sur la structure du champ électrique du proton ont évolué à mesure que la physique se développait. On pensait initialement que le champ électrique d'un proton était le champ d'une charge électrique ponctuelle +e. Pour ce domaine il y aura :
potentiel le champ électrique d'un proton au point (A) dans la zone lointaine (r > > r p) exactement, dans le système SI est égal à :

tension E du champ électrique du proton dans la zone lointaine (r > > r p) exactement, dans le système SI est égal à :

Où n = r/|r| - vecteur unitaire du centre du proton en direction du point d'observation (A), r - distance du centre du proton au point d'observation, e - charge électrique élémentaire, les vecteurs sont en gras, ε 0 - constante électrique, r p =Lħ /(m 0~ c ) est le rayon d'un proton en théorie des champs, L est le nombre quantique principal d'un proton en théorie des champs, ħ est la constante de Planck, m 0~ est la quantité de masse contenue dans un champ électromagnétique alternatif de un proton au repos, C est la vitesse de la lumière. (Il n'y a pas de multiplicateur dans le système GHS. SI Multiplier.)

Ces expressions mathématiques sont correctes pour la zone lointaine du champ électrique du proton : r p , mais la physique supposait alors que leur validité s'étendait également à la zone proche, jusqu'à des distances de l'ordre de 10 -14 cm.

6.2 Charges électriques d'un proton

Dans la première moitié du XXe siècle, les physiciens croyaient qu’un proton n’avait qu’une seule charge électrique et qu’elle était égale à +e.

Après l'émergence de l'hypothèse des quarks, la physique a suggéré qu'à l'intérieur d'un proton il y avait non pas une, mais trois charges électriques : deux charges électriques +2e/3 et une charge électrique -e/3. Au total, ces charges donnent +e. Cela a été fait parce que la physique suggérait que le proton avait une structure complexe et était constitué de deux quarks up avec une charge de +2e/3 et d'un quark d avec une charge de -e/3. Mais les quarks n'étaient trouvés ni dans la nature ni dans les accélérateurs à aucune énergie, et il restait soit à croire leur existence (ce que faisaient les partisans du modèle standard), soit à rechercher une autre structure de particules élémentaires. Mais dans le même temps, les informations expérimentales sur les particules élémentaires s’accumulaient constamment en physique, et lorsqu’elles s’accumulaient suffisamment pour repenser ce qui avait été fait, la théorie des champs des particules élémentaires était née.

Selon la théorie des champs des particules élémentaires, le champ électrique constant des particules élémentaires de nombre quantique L>0, à la fois chargées et neutres, est créé par la composante constante du champ électromagnétique de la particule élémentaire correspondante(ce n'est pas la charge électrique qui est à l'origine du champ électrique, comme le croyait la physique au XIXe siècle, mais les champs électriques des particules élémentaires sont tels qu'ils correspondent aux champs de charges électriques). Et le champ de charge électrique résulte de la présence d'une asymétrie entre les hémisphères externe et interne, générant des champs électriques de signes opposés. Pour les particules élémentaires chargées, un champ de charge électrique élémentaire est généré dans la zone éloignée et le signe de la charge électrique est déterminé par le signe du champ électrique généré par l'hémisphère externe. Dans la zone proche, ce champ a une structure complexe et est un dipôle, mais il n'a pas de moment dipolaire. Pour une description approximative de ce champ en tant que système de charges ponctuelles, il faudra au moins 6 « quarks » à l'intérieur du proton - ce sera plus précis si nous prenons 8 « quarks ». Il est clair que les charges électriques de ces « quarks » seront complètement différentes de ce que considère le modèle standard (avec ses quarks).

La théorie des champs des particules élémentaires a établi que le proton, comme toute autre particule élémentaire chargée positivement, peut être distingué deux charges électriques et, par conséquent, deux rayons électriques:

rayon électrique du champ électrique constant externe (charge q + =+1,25e) - r q+ = 4,39 10 -14 cm,
rayon électrique du champ électrique constant interne (charge q - = -0,25e) - r q- = 2,45 10 -14 cm.

Ces caractéristiques du champ électrique du proton correspondent à la distribution de la 1ère théorie du champ des particules élémentaires. La physique n'a pas encore établi expérimentalement l'exactitude de cette distribution et quelle distribution correspond le plus précisément à la structure réelle du champ électrique constant d'un proton dans la zone proche, ainsi qu'à la structure du champ électrique d'un proton dans la zone proche (à des distances de l'ordre de r p). Comme vous pouvez le constater, les charges électriques sont proches en amplitude des charges des supposés quarks (+4/3e=+1,333e et -1/3e=-0,333e) dans le proton, mais contrairement aux quarks, les champs électromagnétiques existent dans nature, et ont une structure similaire de constante. Toute particule élémentaire chargée positivement possède un champ électrique, quelle que soit l'ampleur du spin et... .

Les valeurs des rayons électriques pour chaque particule élémentaire sont uniques et sont déterminées par le nombre quantique principal dans la théorie des champs L, la valeur de la masse au repos, le pourcentage d'énergie contenue dans le champ électromagnétique alternatif (où fonctionne la mécanique quantique ) et la structure de la composante constante du champ électromagnétique de la particule élémentaire (la même pour toutes les particules élémentaires avec donné par le nombre quantique principal L), générant un champ électrique constant externe. Le rayon électrique indique l'emplacement moyen d'une charge électrique uniformément répartie sur la circonférence, créant un champ électrique similaire. Les deux charges électriques se trouvent dans le même plan (le plan de rotation du champ électromagnétique alternatif de la particule élémentaire) et ont un centre commun qui coïncide avec le centre de rotation du champ électromagnétique alternatif de la particule élémentaire.

6.3 Champ électrique d'un proton dans la zone proche

Connaissant l'ampleur des charges électriques à l'intérieur d'une particule élémentaire et leur localisation, il est possible de déterminer le champ électrique créé par celles-ci.

le champ électrique d'un proton dans la zone proche (r~r p), dans le système SI, en somme vectorielle, est approximativement égal à :

Où m+ = r +/|r + | - vecteur unitaire du point proche (1) ou lointain (2) de charge protonique q + en direction du point d'observation (A), n- = r-/|r - | - vecteur unitaire du point proche (1) ou lointain (2) de la charge du proton q - dans la direction du point d'observation (A), r - la distance du centre du proton à la projection du point d'observation sur le plan du proton, q + - charge électrique externe +1,25e, q - - charge électrique interne -0,25e, les vecteurs sont mis en évidence en gras, ε 0 - constante électrique, z - hauteur du point d'observation (A) (distance du point d'observation au plan du proton), r 0 - paramètre de normalisation. (Il n'y a pas de multiplicateur dans le système GHS. SI Multiplier.)

Cette expression mathématique est une somme de vecteurs et doit être calculée selon les règles de l'addition vectorielle, puisqu'il s'agit d'un champ de deux charges électriques distribuées (+1,25e et -0,25e). Les premier et troisième termes correspondent aux points proches des charges, les deuxième et quatrième - aux points éloignés. Cette expression mathématique ne fonctionne pas dans la région interne (anneau) du proton, générant ses champs constants (si deux conditions sont simultanément remplies : ħ/m 0~ c
Potentiel de champ électrique le proton au point (A) dans la zone proche (r~r p), dans le système SI est approximativement égal à :

Où r 0 est un paramètre de normalisation dont la valeur peut différer de r 0 dans la formule E. (Dans le système SGS, il n'y a pas de facteur SI Multiplier.) Cette expression mathématique ne fonctionne pas dans la région interne (anneau) du proton , générant ses champs constants (avec l'exécution simultanée de deux conditions : ħ/m 0~ c
L'étalonnage de r 0 pour les deux expressions de champ proche doit être effectué à la limite de la région générant des champs de protons constants.

7 Masse au repos du proton

Conformément à l’électrodynamique classique et à la formule d’Einstein, la masse au repos des particules élémentaires de nombre quantique L>0, y compris le proton, est définie comme l’équivalent de l’énergie de leurs champs électromagnétiques :

où l'intégrale définie couvre l'ensemble du champ électromagnétique d'une particule élémentaire, E est l'intensité du champ électrique, H est l'intensité du champ magnétique. Toutes les composantes du champ électromagnétique sont ici prises en compte : champ électrique constant, champ magnétique constant, champ électromagnétique alternatif. Cette formule petite mais très riche en physique, sur la base de laquelle sont dérivées les équations du champ gravitationnel des particules élémentaires, enverra plus d'une « théorie » de conte de fées à la ferraille - c'est pourquoi certains de leurs auteurs le detesté.

Comme il ressort de la formule ci-dessus, la valeur de la masse au repos d'un proton dépend des conditions dans lesquelles se trouve le proton. Ainsi, en plaçant un proton dans un champ électrique externe constant (par exemple, un noyau atomique), on affectera E 2, ce qui affectera la masse du proton et sa stabilité. Une situation similaire se produira lorsqu’un proton sera placé dans un champ magnétique constant. Par conséquent, certaines propriétés d’un proton à l’intérieur d’un noyau atomique diffèrent des mêmes propriétés d’un proton libre dans le vide, loin des champs.

Durée de vie de 8 protons

La durée de vie du proton établie par la physique correspond à un proton libre.

La théorie des champs des particules élémentaires stipule que la durée de vie d'une particule élémentaire dépend des conditions dans lesquelles elle se trouve. En plaçant un proton dans un champ externe (comme un champ électrique), nous modifions l'énergie contenue dans son champ électromagnétique. Vous pouvez choisir le signe du champ externe pour que l'énergie interne du proton augmente. Il est possible de sélectionner une valeur d'intensité de champ externe telle qu'il devienne possible pour le proton de se désintégrer en un neutron de neutron, de positron et d'électron, et donc le proton devient instable. C’est exactement ce que l’on observe dans les noyaux atomiques, dans lesquels le champ électrique des protons voisins déclenche la désintégration du proton du noyau. Lorsqu’une énergie supplémentaire est introduite dans le noyau, les désintégrations des protons peuvent commencer à un champ externe plus faible.

Une caractéristique intéressante : lors de la désintégration d'un proton dans un noyau atomique, dans le champ électromagnétique du noyau, un positron naît de l'énergie du champ électromagnétique - de la « matière » (proton) « l'antimatière » (positron) est née !!! et cela ne surprend personne.

9 La vérité sur le modèle standard

Faisons maintenant connaissance avec les informations que les partisans du Modèle Standard ne permettront pas de publier sur des sites « politiquement corrects » (comme Wikipédia mondial) sur lesquels les opposants à la Nouvelle Physique peuvent impitoyablement supprimer (ou déformer) les informations des partisans. de la Nouvelle Physique, à la suite de laquelle la VÉRITÉ est devenue victime de la politique :

En 1964, Gellmann et Zweig ont proposé indépendamment une hypothèse sur l'existence de quarks, à partir desquels, selon eux, sont composés les hadrons. Les nouvelles particules étaient dotées d’une charge électrique fractionnaire qui n’existe pas dans la nature.
Les leptons ne rentraient PAS dans ce modèle de Quark, qui devint plus tard le modèle standard, et furent donc reconnus comme de véritables particules élémentaires.
Pour expliquer la connexion des quarks dans le hadron, on a supposé l'existence dans la nature d'une interaction forte et de ses porteurs, les gluons. Les gluons, comme prévu dans la théorie quantique, étaient dotés d'un spin unitaire, de l'identité de particule et d'antiparticule et d'une masse au repos nulle, comme un photon.
En réalité, dans la nature, il n'y a pas une forte interaction de quarks hypothétiques, mais des forces nucléaires de nucléons - et ce sont des concepts différents.

50 ans se sont écoulés. Les quarks n'ont jamais été trouvés dans la nature et un nouveau conte de fées mathématique a été inventé pour nous, appelé « Confinement ». Une personne réfléchie peut facilement y voir un mépris flagrant de la loi fondamentale de la nature - la loi de la conservation de l'énergie. Mais une personne réfléchie le fera, et les conteurs ont reçu une excuse qui leur convenait.

Les gluons n’ont PAS non plus été trouvés dans la nature. Le fait est que seuls les mésons vecteurs (et un autre des états excités des mésons) peuvent avoir un spin unitaire dans la nature, mais chaque méson vecteur a une antiparticule. - C'est pourquoi les mésons vecteurs ne sont pas des candidats appropriés pour les « gluons ». Il reste les neuf premiers états excités des mésons, mais 2 d'entre eux contredisent le modèle standard lui-même et le modèle standard ne reconnaît pas leur existence dans la nature, et le reste a été bien étudié par la physique, et il ne sera pas possible de les transmettre comme de fabuleux gluons. Il existe une dernière option : faire passer un état lié d'une paire de leptons (muons ou leptons tau) pour un gluon - mais même cela peut être calculé pendant la désintégration.

Donc, Il n’y a pas non plus de gluons dans la nature, tout comme il n’y a pas de quarks ni d’interaction forte fictive dans la nature..
Vous pensez que les partisans du modèle standard ne comprennent pas cela – ils le comprennent toujours, mais il est tout simplement écoeurant d’admettre l’erreur de ce qu’ils font depuis des décennies. C’est pourquoi nous voyons apparaître de nouveaux contes de fées mathématiques (la « théorie » des cordes, etc.).

10 Nouvelle physique : Proton - résumé

Dans la partie principale de l'article, je n'ai pas parlé en détail des quarks féeriques (avec des gluons féeriques), car ils ne sont PAS dans la nature et il ne sert à rien de se remplir la tête de contes de fées (inutilement) - et sans les éléments fondamentaux de la fondation : des quarks avec des gluons, le modèle standard s'est effondré - le temps de sa domination en physique COMPLET (voir Modèle Standard).

Vous pouvez ignorer la place de l'électromagnétisme dans la nature aussi longtemps que vous le souhaitez (en le rencontrant à chaque étape : la lumière, le rayonnement thermique, l'électricité, la télévision, la radio, les communications téléphoniques, y compris cellulaires, Internet, sans lesquels l'humanité n'aurait pas connu l'existence de l'électromagnétisme dans la nature). l'existence des particules élémentaires de la Théorie des Champs, ...), et continuer à inventer de nouveaux contes de fées pour remplacer ceux en faillite, en les faisant passer pour de la science ; vous pouvez, avec une persévérance digne d'un meilleur usage, continuer à répéter les CONTES mémorisés du Modèle Standard et de la Théorie Quantique ; mais les champs électromagnétiques dans la nature étaient, sont, seront et peuvent très bien se passer des particules virtuelles des contes de fées, ainsi que de la gravité créée par les champs électromagnétiques, mais les contes de fées ont un moment de naissance et un moment où ils cessent d'influencer les gens. Quant à la nature, elle ne se soucie pas des contes de fées ou de toute autre activité littéraire de l'homme, même si le prix Nobel de physique leur est attribué. La nature est structurée comme elle est structurée, et la tâche de la PHYSIQUE-SCIENCE est de la comprendre et de la décrire.

Maintenant, un nouveau monde s'est ouvert devant vous - le monde des champs dipolaires, dont la physique du 20e siècle ne soupçonnait même pas l'existence. Vous avez vu qu'un proton possède non pas une, mais deux charges électriques (externe et interne) et deux rayons électriques correspondants. Vous avez vu en quoi consiste la masse au repos d'un proton et que le boson de Higgs imaginaire était hors service (les décisions du comité Nobel ne sont pas encore des lois de la nature...). De plus, l’ampleur de la masse et la durée de vie dépendent des champs dans lesquels se trouve le proton. Ce n’est pas parce qu’un proton libre est stable qu’il le restera toujours et partout (des désintégrations de protons sont observées dans les noyaux atomiques). Tout cela va au-delà des concepts qui dominaient la physique dans la seconde moitié du XXe siècle. - Physique du 21e siècle - La nouvelle physique passe à un nouveau niveau de connaissance de la matière, et de nouvelles découvertes intéressantes nous attendent.

Vladimir Gorunovitch

On croyait autrefois que la plus petite unité structurelle d’une substance était une molécule. Puis, avec l’invention de microscopes plus puissants, l’humanité a été surprise de découvrir le concept d’atome – une particule composite de molécules. Cela semblerait beaucoup moins ? Entre-temps, il s’est avéré encore plus tard que l’atome, à son tour, est constitué d’éléments plus petits.

Au début du XXe siècle, un physicien britannique découvrit la présence de noyaux dans l'atome - structures centrales ; c'est ce moment qui marqua le début d'une série de découvertes sans fin concernant la structure du plus petit élément structurel de la matière.

Aujourd'hui, sur la base du modèle nucléaire et grâce à de nombreuses études, on sait que l'atome est constitué d'un noyau entouré de Nuage d'électrons. Un tel « nuage » contient des électrons, ou particules élémentaires chargées négativement. Le noyau, au contraire, comprend des particules dotées d'une charge électriquement positive, appelées protons. Le physicien britannique déjà mentionné plus haut a pu observer puis décrire ce phénomène. En 1919, il mena une expérience dans laquelle des particules alpha éliminaient les noyaux d'hydrogène des noyaux d'autres éléments. Ainsi, il a pu découvrir et prouver que les protons ne sont rien de plus qu'un noyau sans un seul électron. En physique moderne, les protons sont symbolisés par le symbole p ou p+ (désignant une charge positive).

Proton traduit du grec signifie "premier, principal" - une particule élémentaire appartenant à la classe les baryons, ceux. relativement lourd C'est une structure stable, sa durée de vie est supérieure à 2,9 x 10(29) ans.

À proprement parler, en plus du proton, il contient également des neutrons qui, d'après leur nom, sont chargés de manière neutre. Ces deux éléments sont appelés nucléons.

La masse du proton, en raison de circonstances tout à fait évidentes, n'a pas pu être mesurée pendant longtemps. On sait maintenant que c'est

mp=1,67262∙10-27 kg.

C’est exactement à quoi ressemble la masse au repos d’un proton.

Passons maintenant à la compréhension de la masse du proton spécifique à différents domaines de la physique.

La masse d'une particule dans le cadre de la physique nucléaire prend souvent une forme différente : son unité de mesure est l'amu.

A.e.m. - unité de masse atomique. Un amu est égal à 1/12 de la masse d'un atome de carbone dont le nombre de masse est 12. Par conséquent, 1 unité de masse atomique est égale à 1,66057 · 10-27 kg.

La masse d’un proton ressemble donc à ceci :

mp = 1,007276 a. manger.

Il existe une autre façon d’exprimer la masse de cette particule chargée positivement, en utilisant différentes unités de mesure. Pour ce faire, il faut d’abord accepter comme axiome l’équivalence de masse et d’énergie E=mc2. Où c - et m sont la masse corporelle.

La masse du proton dans ce cas sera mesurée en mégaélectronvolts ou MeV. Cette unité de mesure est utilisée exclusivement en physique nucléaire et atomique et sert à mesurer l'énergie nécessaire pour transférer une particule entre deux points de C à condition que la différence de potentiel entre ces points soit de 1 Volt.

Par conséquent, en tenant compte du fait que 1 a.u.m. = 931,494829533852 MeV, la masse du proton est d'environ

Cette conclusion a été obtenue sur la base de mesures spectroscopiques de masse, et c'est la masse sous la forme dans laquelle elle est donnée ci-dessus qui est aussi communément appelée e énergie de repos des protons.

Ainsi, en fonction des besoins de l’expérience, la masse de la plus petite particule peut être exprimée en trois valeurs différentes, dans trois unités de mesure différentes.

De plus, la masse d'un proton peut être exprimée par rapport à la masse d'un électron qui, comme on le sait, est beaucoup « plus lourd » qu'une particule chargée positivement. La masse, avec un calcul approximatif et des erreurs importantes dans ce cas, sera de 1836,152672 par rapport à la masse de l'électron.