Масата на неутрон, протон, електрон - това, което е обичайно?

Веднага щом се случи да се срещне с неизвестен субект, винаги се появява всекидневният въпрос - колко тежи. Но ако това неизвестно е елементарна частица, какво тогава? Но нищо, въпросът остава същият: каква е масата на тази частица. Ако някой се занимава с отчитане на разходите, направени от човечеството да задоволи любопитството си да учат по-точно измерване на масите на елементарните частици, тогава ние ще знаем, че, например, масата на неутрони в килограми със спиращ дъха брой нули след десетичната запетая, разходите човечеството по-скъпо отколкото най-скъпата конструкция със същия брой нули до запетаята.

И всичко започна много неудобно: в лабораторията, ръководена от Й. Дж. Томсън през 1897 г., бяха извършени изследвания на катодни лъчи. В резултат на това беше определена универсална константа за Вселената - стойността на съотношението на масата на електрона към нейното зареждане. Преди да определим масата на електрона, остава много малко - да се определи нейното зареждане. След 12 години Робърт Миликен успя да го направи. Извършва експерименти с капки масло, попадащи в електрическото поле, и успява не само да балансира теглото си с размера на полето, но и да направи необходимите и изключително деликатни измервания. Резултатът от тях е цифровата стойност на електронната маса:

me = 9,109,38215 (15) * 10-31 кг.

До този момент проучването на структурата атомно ядро, където пионерът беше Ърнест Ръдърфорд. Той беше този, който, наблюдавайки разсейването на заредените частици, предложи атомен модел с външна електронна черупка и положително ядро. Частиците, които в планетарен модел на атома Ролята на ядрото на най-простия атом беше предложена, беше получена чрез бомбардиране на азот поток от алфа лъчи. Това е първата ядрена реакция, получена в лабораторията - в резултат на това кислородът е произведен от азот и ядрата на бъдещето водородни атоми, наречени протони. Алфа-лъчите обаче се състоят от сложни частици: освен два протона, те съдържат още два неутрона. Неутронната маса е почти равна на масата на протона и общата маса на алфа частиците се оказва доста твърда, за да унищожи контрастното ядро ​​и да отдели от него "парче", което се случи.

Потокът от положителни протони се отклонява от електрическото поле, компенсирайки отклонението му, причинено от силата на тежестта. В тези експерименти не е било трудно да се определи масата на протона. Но най-интересното беше въпросът какъв е пропорцията на масата на протона и на електрона. Загадката веднага се решава: масата на протона надвишава масата на електрона малко над 1836 пъти.

Така че, първоначално, моделът на атома се приема, според Ръдърфорд, като електронен протонен комплекс със същия брой протони и електрони. Много скоро обаче се оказа, че първичният ядрен модел не описва напълно всички наблюдавани ефекти върху взаимодействията на елементарните частици. Едва през 1932 г. Джеймс Чадуик потвърди хипотезата за допълнителни частици в ядрото. Те се наричат ​​неутрони, неутрални протони, тк. те нямат такса. Това обстоятелство причинява тяхната по-голяма проникваща сила - те не изразходват енергията си за йонизирането на противоположни атоми. Неутронната маса е съвсем незначително по-голяма от протонната маса - само около 2.6 електронни маси повече.

Химическите свойства на веществата и съединенията, които се образуват от този елемент, се определят от броя на протоните в ядрото на атома. С течение на времето участието на протона в силни и други фундаментални взаимодействия бе потвърдено: електромагнитно, гравитационно и слабо. По този начин, въпреки факта, че за сметка на неутронна офлайн, със силни протонни и неутронни взаимодействия се смята за начално нуклон на частиците в различни квантови състояния. Част от сходството в поведението на тези частици се обяснява с факта, че неутронната маса се различава много малко от масата на протона. Стабилността на протоните прави възможно използването им, предварително ускорено до високи скорости, като бомбардиране на частици за ядрени реакции.