პროტონი

პროტონი (ძვ. ბერძნ. πρῶτος [prōtos] — „პირველი“; აღნიშვნა: p {\displaystyle p} ) — სამიდან ერთი (ნეიტრონთან და ელექტრონთან ერთად) სტაბილური ელემენტარული ნაწილაკი, რომლისაგანაც შედგება ნებისიერი ნივთიერება და წარმოადგენს წყალბადის ატომის ბირთვს. პროტონი შედგება სამი ფუნდამენტური ნაწილაკისგან, კვარკისგან. ფიზიკაში პროტონი აღინიშნება სომბოლოთი — p {\displaystyle p} , ქიმიაში — H + {\displaystyle {\ce {H+}}} , ასტროფიზიკაში — H I I {\displaystyle HII} . პროტონის ანტინაწილაკი — ანტიპროტონი ( p ¯ {\displaystyle {\bar {p}}} ). პროტონის მასა შეადგენს m p = ( 1.6726485 ± 0.000006 ) ⋅ 10 − 27 {\displaystyle m_{p}=(1.6726485\pm 0.000006)\cdot 10^{-27}} კგ ან 938.27 {\displaystyle 938.27} მევ, რაც დაახლოებით 1836-ჯერ მეტია ელექტრონის მასაზე. პროტონის სპინი უდრის ½ (პლანკის ℏ {\displaystyle \hbar } მუდმივას ერთეულებით), ანუ ის წარმოადგენს ფერმიონს; პროტონი, როგორც მთელნახევარი სპინის მქონე ნაწილაკი, ფერმიონია და ემორჩილება ფერმი-დირაკის სტატისტიკას. პროტონის მაგნიტური მომენტი μ p = ( 2.7928456 ± 0.0000011 ) μ 0 {\displaystyle \mu _{p}=(2.7928456\pm 0.0000011)\mu _{0}} , სადაც μ 0 {\displaystyle \mu _{0}} ბირთვული მაგნეტონია. ნეიტრონებთან ერთად პროტონები შედის ყველა ქიმიურ ელემენტის ატომთა ბირთვების შედგენილობაში. პროტონების რიცხვი ბირთვში უდრის მოცემული ელემენტის ატომურ ნომერს და განსაზღვრავს ელემენტის ადგილს მენდელეევის პერიოდულ სისტემაში. თავისუფალი პროტონები კოსმოსური სხივების პირველადი კომპონენტის ძირითადი ნაწილია. ელემენტარულ ნაწილაკთა კლასიფიკაციით პროტონი წარმოადგენს ჰადრონს. მას აქვს უნარი იმოქმედოს ოთხივე ფუნდამენტალურ ურთიერთქმედებასთან — ძლერ, ელექტრომაგნიტურ, სუსტ და გრავიტაციულთან. მისი ელექტრონული მუხტის სიდიდე უტოლდება ელექტრონის მუხტის სიდიდის მოდულს: e = ( 1.6021892 ± 0.0000046 ) ⋅ 10 − 19 {\displaystyle e=(1.6021892\pm 0.0000046)\cdot 10^{-19}} კ. ელექტრონისაგან განსხვავებით პროტონი არ წარმოადგენს წერტილოვან ნაწილაკს, არამედ აქვს შინაგანი სტრუქტურა და ზღვრული ზომები. ფუნდამენტალური ნაწილაკები, რომლებისგანაც შედგება პროტონი არის კვარკები და გლუონები. პროტონის ზომა პირობითია და ის დაახლოებით უდრის 1 {\displaystyle 1} ფმ; ელექტრული რადიუსი — 0.841 {\displaystyle 0.841} ფმ. პროტონი სტაბილური ელემენტარული ნაწილაკია. მრავალჯერადი ექსპერიმენტებით არც ერთხელ არ გამოვლენილა მისი დაშლის პრეცედენტი, რასაც ხსნიან პროტონის მიერ ბარიონული რიცხვის შენარჩუნებით ( B = + 1 {\displaystyle B=+1} ). წარმოდგენა პროტონის შესახებ შეიქმნა 1910-იან წლებში, როდესაც წარმოიშვა ჰიპოთეზა იმის შესახებ, რომ ელემენტის ბირთვი შედგება წყალბადის ატომის ბირთვისაგან. 1919-1920 წლებში ე. რეზერფორდი ექსპერიმენტულად დააკვირდა α {\displaystyle \alpha } -ნაწილაკებით დაბომბვისას სხვადასხვა ელემენტის ბირთვებიდან წყალბადის ბირთვების ამოგლეჯას. მანვე შემოიღო ტერმინი „პროტონი“. იმასთან დაკავშირებული სიძნელე, რომ ელემენტების ატომური ნომერი ნაკლებია მათ მასურ რიცხვებზე, საბოლოოდ დაძლეულ იქნა 1932 წელს ნეიტრონის აღმოჩენით. პროტონი ძლიერად ურთიერთქმედი ნაწილაკია (ჰადრონია). მიეკუთვნება „მძიმე“ ჰადრონებს — ბარიონებს. პროტონის ბარიონული მუხტი B = + 1 {\displaystyle B=+1} . პროტონი მონაწილეობს აგრეთვე ელექტრომაგნიტურ, სუსტსა და გრავიტაციულ ურთიერთქმედებაში. პროტონის თვისებების ახსნა გაძნელებულია იმით, რომ არ არსებობს ისეთი თეორია, რომელიც ძლიერ ურთიერთქმედებას დამაკმაყოფილებლად ხსნიდეს. წარმოდგენები პროტონის თავისებრიობაზე ემყარება იმ დაშვებას, რომ იგი გარემოცულია ვირტუალური ნაწილაკების „ღრუბლით“ (ამ ნაწილაკებს პროტონი თვით ასხივებს და შთანთქავს განუწყვეტლივ). პროტონის ძლიერი ურთიერთქმედება სხვა ნაწილაკებთან განიხილება, როგორც ვირტუალური ჰადრონების გაცვლის პროცესი. პროტონზე დიდი ენერგიის ელექტრონების არადრეკადი გაბნევის თავისებურებანი მიუთითებენ, რომ პროტონს უნდა ჰქონდეს შინაგანი სტრუქტურა და შედგებოდეს წერტილის მსგავსი გამბნევი ცენტრებისაგან (ე. წ. პარტონებისაგან). პროტონების სტაბილურობა, ელექტრული მუხტი და მიღების ხერხის სიმარტივე (წყალბადის დაიონება) განაპირობებს მათ ფართო გამოყენებას მეცნიერებისა და ტექნიკის სხვადასხვა დარგში. ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკა ნეიტრონი ელექტრონი დეიტრონი ტრიტონი ქართული საბჭოთა ენციკლოპედია, ტ. 8, თბ., 1984. — გვ. 212. Particle Data Group Large Hadron Collider