नाभिक में प्रोटॉन, न्यूट्रॉन होते हैं। बोहर के मॉडल में, इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर गोलाकार कक्षाओं में घूमते हैं, जैसे पृथ्वी सूर्य के चारों ओर घूमती है। इलेक्ट्रॉन इन स्तरों के बीच गति कर सकते हैं, और जब वे ऐसा करते हैं, तो वे या तो एक फोटॉन को अवशोषित करते हैं या एक फोटॉन का उत्सर्जन करते हैं। एक प्रोटॉन का आकार क्या है और यह क्या है?
दृश्यमान ब्रह्मांड का मुख्य निर्माण खंड
प्रोटॉन दृश्यमान ब्रह्मांड का मूल निर्माण खंड है, लेकिन इसके कई गुण, जैसे कि इसका आवेश त्रिज्या और इसका विषम चुंबकीय क्षण, अच्छी तरह से समझ में नहीं आता है। एक प्रोटॉन क्या है? यह एक सकारात्मक विद्युत आवेश वाला एक उप-परमाणु कण है। कुछ समय पहले तक, प्रोटॉन को सबसे छोटा कण माना जाता था। हालांकि, नई प्रौद्योगिकियों के लिए धन्यवाद, यह तथ्य ज्ञात हो गया है कि प्रोटॉन में छोटे तत्व, क्वार्क नामक कण, पदार्थ के वास्तविक मौलिक कण शामिल हैं। एक अस्थिर न्यूट्रॉन के परिणामस्वरूप एक प्रोटॉन का निर्माण हो सकता है।
शुल्क
प्रोटॉन में कितना विद्युत आवेश होता है? वहइसमें +1 प्राथमिक चार्ज का चार्ज होता है, जिसे "ई" अक्षर से दर्शाया जाता है और इसे 1874 में जॉर्ज स्टोनी द्वारा खोजा गया था। जबकि प्रोटॉन का धनात्मक आवेश (या 1e) होता है, इलेक्ट्रॉन का ऋणात्मक आवेश (-1 या -e) होता है, और न्यूट्रॉन पर कोई आवेश नहीं होता है और इसे 0e निरूपित किया जा सकता है। 1 प्रारंभिक आवेश 1.602 × 10 -19 कूलम्ब के बराबर होता है। एक कूलम्ब विद्युत आवेश की एक प्रकार की इकाई है और एक एम्पीयर के बराबर है जो प्रति सेकंड लगातार ले जाया जाता है।
प्रोटॉन क्या है?
जो कुछ भी आप छू सकते हैं और महसूस कर सकते हैं वह परमाणुओं से बना है। परमाणु के केंद्र के अंदर इन छोटे कणों का आकार बहुत छोटा होता है। यद्यपि वे एक परमाणु के अधिकांश भार का निर्माण करते हैं, फिर भी वे बहुत छोटे होते हैं। वास्तव में, यदि एक परमाणु एक फुटबॉल मैदान के आकार का होता, तो उसका प्रत्येक प्रोटॉन केवल एक चींटी के आकार का होता। प्रोटॉन को परमाणुओं के नाभिक तक सीमित नहीं होना चाहिए। जब प्रोटॉन परमाणु नाभिक के बाहर होते हैं, तो वे समान परिस्थितियों में न्यूट्रॉन के समान आकर्षक, विचित्र और संभावित खतरनाक गुण ग्रहण करते हैं।
लेकिन प्रोटॉन में एक अतिरिक्त गुण होता है। चूंकि उनमें विद्युत आवेश होता है, इसलिए उन्हें विद्युत या चुंबकीय क्षेत्र द्वारा त्वरित किया जा सकता है। उच्च गति वाले प्रोटॉन और उनसे युक्त परमाणु नाभिक सौर फ्लेयर्स के दौरान बड़ी मात्रा में निकलते हैं। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र द्वारा कणों को त्वरित किया जाता है, जिससे आयनोस्फेरिक गड़बड़ी होती है जिसे भू-चुंबकीय तूफान के रूप में जाना जाता है।
प्रोटॉनों की संख्या, आकार और द्रव्यमान
प्रोटॉन की संख्या प्रत्येक परमाणु को अद्वितीय बनाती है। उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन में उनमें से आठ हैं, हाइड्रोजन में केवल एक है, और सोने में 79 हैं। यह संख्या तत्व की पहचान के समान है। आप किसी परमाणु के प्रोटॉनों की संख्या जानकर उसके बारे में बहुत कुछ जान सकते हैं। प्रत्येक परमाणु के नाभिक में पाए जाने वाले इस उपपरमाण्विक कण में तत्व के इलेक्ट्रॉन के बराबर और विपरीत धनात्मक विद्युत आवेश होता है। यदि इसे पृथक किया जाता, तो इसका द्रव्यमान लगभग 1.673-27 kg होता, जो न्यूट्रॉन के द्रव्यमान से थोड़ा कम होता।
किसी तत्व के नाभिक में प्रोटॉनों की संख्या को परमाणु क्रमांक कहते हैं। यह संख्या प्रत्येक तत्व को उसकी विशिष्ट पहचान देती है। किसी विशेष तत्व के परमाणुओं में, नाभिक में प्रोटॉन की संख्या हमेशा समान होती है। एक साधारण हाइड्रोजन परमाणु में एक नाभिक होता है, जिसमें केवल 1 प्रोटॉन होता है। अन्य सभी तत्वों के नाभिक में लगभग हमेशा प्रोटॉन के अलावा न्यूट्रॉन होते हैं।
प्रोटॉन कितना बड़ा होता है?
निश्चित रूप से कोई नहीं जानता, और यही समस्या है। प्रयोगों ने प्रोटॉन के आकार को प्राप्त करने के लिए संशोधित हाइड्रोजन परमाणुओं का उपयोग किया। यह एक उपपरमाण्विक रहस्य है जिसके बड़े निहितार्थ हैं। छह साल बाद भौतिकविदों ने घोषणा की कि प्रोटॉन के आकार का माप बहुत छोटा था, वैज्ञानिक अभी भी सही आकार के बारे में अनिश्चित हैं। जैसे-जैसे अधिक डेटा सामने आता है, रहस्य गहराता जाता है।
प्रोटॉन परमाणुओं के नाभिक के अंदर के कण होते हैं। कई वर्षों तक, प्रोटॉन की त्रिज्या लगभग 0.877 femtometers पर स्थिर लगती थी। लेकिन 2010 में, क्वांटम संस्थान से रैंडोल्फ पॉलउन्हें प्रकाशिकी। जर्मनी के गार्चिंग में मैक्स प्लैंक को एक नई माप तकनीक का उपयोग करके एक खतरनाक प्रतिक्रिया मिली।
टीम ने एक इलेक्ट्रॉन को म्यूऑन नामक भारी कण में बदलकर हाइड्रोजन परमाणु के एक प्रोटॉन, एक इलेक्ट्रॉन संरचना को बदल दिया। फिर उन्होंने इस परिवर्तित परमाणु को लेज़र से बदल दिया। उनके ऊर्जा स्तरों में परिणामी परिवर्तन को मापने से उन्हें इसके प्रोटॉन नाभिक के आकार की गणना करने की अनुमति मिली। उनके आश्चर्य के लिए, यह अन्य तरीकों से मापा जाने वाले पारंपरिक मूल्य से 4% कम निकला। रैंडोल्फ़ के प्रयोग ने नई तकनीक को ड्यूटेरियम पर भी लागू किया - हाइड्रोजन का एक आइसोटोप जिसमें एक प्रोटॉन और एक न्यूट्रॉन होता है, जिसे सामूहिक रूप से ड्यूटेरॉन के रूप में जाना जाता है - इसके नाभिक में। हालाँकि, ड्यूटेरॉन के आकार की सही गणना करने में एक लंबा समय लगा।
नए प्रयोग
नया डेटा शो प्रोटॉन त्रिज्या समस्या बनी रहती है। रैंडोल्फ़ पॉल और अन्य की प्रयोगशाला में कुछ और प्रयोग पहले से ही चल रहे हैं। कुछ लोग उसी म्यूऑन तकनीक का उपयोग हीलियम जैसे भारी परमाणु नाभिक के आकार को मापने के लिए करते हैं। अन्य एक साथ म्यूऑन और इलेक्ट्रॉनों के प्रकीर्णन को मापते हैं। पॉल को संदेह है कि अपराधी स्वयं प्रोटॉन नहीं हो सकता है, लेकिन Rydberg स्थिरांक का गलत माप, एक संख्या जो एक उत्तेजित परमाणु द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की तरंग दैर्ध्य का वर्णन करती है। लेकिन यह स्थिरांक अन्य सटीक प्रयोगों के माध्यम से अच्छी तरह से जाना जाता है।
एक और स्पष्टीकरण नए कणों का प्रस्ताव करता है जो इलेक्ट्रॉन के साथ अपने बंधन को बदले बिना प्रोटॉन और म्यूऑन के बीच अप्रत्याशित बातचीत का कारण बनते हैं। इसका मतलब यह हो सकता है कि पहेली हमें भौतिकी के मानक मॉडल से आगे ले जाती है।कण। "अगर भविष्य में किसी बिंदु पर किसी को मानक मॉडल से परे कुछ पता चलता है, तो वह यही होगा," पॉल कहते हैं, पहली छोटी विसंगति के साथ, फिर दूसरा और दूसरा, धीरे-धीरे एक अधिक स्मारकीय बदलाव का निर्माण करता है। प्रोटॉन का सही आकार क्या है? नए परिणाम भौतिकी के अंतर्निहित सिद्धांत को चुनौती देते हैं।
उड़ान पथ पर प्रोटॉन त्रिज्या के प्रभाव की गणना करके, शोधकर्ता प्रोटॉन कण की त्रिज्या का अनुमान लगाने में सक्षम थे, जिसकी मात्रा 0.84184 फेमटोमीटर थी। पहले यह इंडिकेटर लगभग 0.8768 से 0.897 फेमटोमीटर पर था। इतनी छोटी मात्रा पर विचार करते समय, त्रुटि के लिए हमेशा जगह होती है। हालांकि, 12 साल के श्रमसाध्य प्रयास के बाद, टीम के सदस्यों को अपने माप की सटीकता पर भरोसा है। सिद्धांत में कुछ बदलाव की आवश्यकता हो सकती है, लेकिन उत्तर जो भी हो, भौतिक विज्ञानी आने वाले लंबे समय तक इस कठिन कार्य पर अपना सिर खुजलाते रहेंगे।
