Протон
- элементарная частица с единичным (в ед. e) положительным электрич. зарядом и спином 1/2 (в ед.
), ядро атома водорода. П. относится к классу адронов и входит в группу барионов; подчиняется статистике Ферми-Дирака. Масса покоя П. 
МэВ. Магн. момент П. 
, где 
эрг/Гс - ядерный магнетон.
Согласно кварковой модели адронов, П. состоит из трех валентных кварков: двух u-кварков с электрич. зарядом +2/3 и одного d-кварка с электрич. зарядом -1/3.
При столкновениях двух свободных протонов система в момент столкновения ведет себя как неустойчивое ядро, в к-ром один из П. может, испустив позитрон и нейтрино, превратиться
в нейтрон. В итоге из двух П. получается ядро тяжелого изотопа водорода (дейтрон d): p+p
d+e
. Эта реакция имеет фундаментальное значение
как источник энергии звезд (см. Ядерные реакции, Водородный цикл).
П. явл. самым легким барионом, и его стабильность связывают с сохранением барионного заряда. Во всех излученных к настоящему времени процессах,
в частности в ядерных реакциях, барионный заряд сохраняется. Однако в развиваемых в последнее время моделях великого объединения
предсказываются взаимодействия, в к-рых барионный заряд не сохраняется. Такие взаимодействия могли бы вызывать распады свободного протона, напр., 
или 
, т.е. П. может быть нестабилен и иметь время жизни 1030-1032
лет. Предсказываемое время жизни П. на 20-22 порядка величины превышает возраст Вселенной (~ 1010 лет), и возможная нестабильность П. практически
не отражается на св-вах окружающего нас вещества. Однако в спец. установках, расположенных глубоко под землей и содержащих сотни тонн вещества, эффекты распада протона могут
быть наблюдаемы. Ожидается, что в 100 тоннах вещества может происходить 1 распад в год.
(М.Ю. Хлопов)
| |
