Астронет > Протон

Астронет: М. Ю. Хлопов, "Физика Космоса", 1986 Протон
http://variable-stars.ru/db/msg/1188560

Протон

- элементарная частица с единичным (в ед. e) положительным электрич. зарядом и спином 1/2 (в ед. $\hbar$ ), ядро атома водорода. П. относится к классу адронов и входит в группу барионов; подчиняется статистике Ферми-Дирака. Масса покоя П. $m_p\approx 1,673\cdot 10^{-24} \mbox{г}\approx 1836 m_e (m_p c^2\approx 938,28$ МэВ. Магн. момент П. $\mu_p\approx 2,793\mu_я$ , где $\mu_я=e\hbar/(2m_p c)=5,051\cdot 10^{-24}$ 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 $\to$ d+e $^+ +\nu_e$ . 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., ${\rm p \to e}^+ +\pi^0\to{\rm e}^+ + 2\gamma$ или ${\rm p}\to\tilde{\nu}+\pi^+ \to\tilde{\nu}+\nu + \mu^+$ , 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)

М. Ю. Хлопов, "Физика Космоса", 1986
Глоссарий Astronet.ru