Протон - це

Протон IПротон (від грец. Protos - перший; символ р)

стабільна елементарна частинка, ядро ​​атома водню. П. має масу mp = (1,6726485 ± 0,0000086) .10 -24 г (mp ≈ 1836 me ≈ 938,3 МеВ / с 2 де me - маса електрона, з - швидкість світла) і позитивний електричний заряд е = (4,803242 ± 0,000014) .10- 10 одиниць заряду в системі СГС. Спін П. дорівнює 1/2 (в одиницях Планка постійної (Див. Планка постійна) ħ), і як частка з напівцілим спіном П. підкоряється Фермі - Дірака статистикою (Див. Фермі - Дірака статистика) (є ферміоном). Магнітний момент П. дорівнює μр = (2,7928456 ± 0,0000011) μя. де μя - ядерний Магнетон. Разом з Нейтрон ами П. утворюють ядра атомні (Див. Ядро атомне) всіх хімічних елементів, при цьому число П. в ядрі дорівнює атомному номеру даного елементу і, отже, визначає місце елементу в періодичній системі елементів (Див. Періодична система елементів). Вільні П. складають основну частину первинної компоненти космічних променів (Див. Космічні промені). Існує античастинка (Див. Античастинки) по відношенню до П. - Антипротон.

Уявлення про П. виникло в 1910-х рр. у вигляді гіпотези про те, що все ядра складені з ядер атома водню. В 1919-20 Е. Резерфорд експериментально спостерігав ядра водню, вибиті α-частинками з ядер ін. Елементів; він же на початку 20-х рр. ввів термін «П.». Труднощі, яка полягає в тому, що атомні номери елементів менше їх атомних мас, була остаточно усунена лише в 1932 відкриттям нейтрона.

П. є сильно взаємодіє часткою (адроном) і відноситься до «важким» адронів - баріонів (Див. Ядерна фізика); Баріонів заряд П. В = + 1. Закон збереження баріонів заряду пояснює стабільність П. - найлегшого з баріонів. П. беруть участь також у всіх інших видах фундаментальних взаємодій елементарних частинок - електромагнітному, слабкому і гравітаційному.

У сильній взаємодії П. і нейтрон мають абсолютно однакові властивості і тому розглядаються як два квантові стани однієї частинки - нуклона. Можливість об'єднання адронів в такого роду сімейства часток із загальними властивостями - ізотонічні мультіплети (див. Ізотопічна инвариантность) - враховується введенням квантового числа «ізотопічний спин»; ізотопний спин нуклона I = 1/2. Найважливішим прикладом сильної взаємодії за участю П. є ядерні сили, що зв'язують нуклони в ядрі. Експериментальне дослідження сильної взаємодії великою мірою засноване на дослідах з розсіювання П. і мезонів (Див. Мезони) на П. в яких були відкриті, зокрема, нові сильно взаємодіючі частинки - Антипротон, Гіперони, Резонанси. Теоретичне пояснення властивостей П. утруднене відсутністю задовільної теорії сильної взаємодії. Загальний підхід, який дає лише якісне пояснення, полягає в припущенні, що П. оточений «хмарою» віртуальних часток (Див. Віртуальні частки), які він безперервно випускає і поглинає. Сильна взаємодія П. з ін. Частками розглядається як процес обміну віртуальними адронами (див. Сильні взаємодії, Множинні процеси).

Електромагнітні властивості П. нерозривно пов'язані з його участю в більш інтенсивному сильній взаємодії. Прикладом такого зв'язку є фотонародження мезонів, яке можна розглядати як вибивання мезонів з хмари віртуальних адронів, що оточують П. γ-квантом з енергією близько 150 МеВ і більше. Взаємодією П. з віртуальними π + -мезона якісно пояснюється велика відмінність магнітного моменту П. від ядерного магнетона (якому він повинен бути рівний, якщо обмежитися тільки квантовомеханічним описом на основі Дирака рівняння (Див. Дирака рівняння)). У 1950-х рр. в дослідах з розсіювання на П. електронів і γ-квантів Р. Хофштадтера і ін. (США) було виявлено просторовий розподіл електричного заряду і магнітного моменту П. що свідчить про наявність внутрішньої структури П. Вплив «розмазування» заряду і магнітного моменту на взаємодію П. з електронами враховується зазвичай введенням електричного і магнітного Формфактор ів - множників, квадрати яких характеризують зменшення перетину розсіяння на реальному, фізичному П. в порівнянні з розсіюванням на точкової частинки (т. е. на годину тіце з точковим зарядом е і точковим магнітним моментом μр). Отримані дані по непружному розсіювання електронів з енергією до 21 Гев на П. мабуть, означають, що в П. існують точечноподобние розсіюють центри (т. Н. Партон).

Прикладами слабкої взаємодії (Див. Слабкі взаємодії) за участю П. є внутрішньоядерні перетворення П. в нейтрон і навпаки (Бета-розпад ядер і До-захват). У 1953 спостерігався процес, зворотний (β-розпаду, - утворення нейтрона і позитрона при поглинанні вільним П. антинейтрино, що було першим прямим експериментальним доказом існування Нейтрино.

З огляду на стабільності П. наявності у нього електричного заряду і відносної простоти здобуття П. іонізацією водню пучки прискорених П. є одним з основних інструментів експериментальної фізики елементарних частинок. Дуже часто і мішенню в дослідах по зіткненню часток також є П. - вільні (водень) або пов'язані в ядрах. Найбільші прискорювачі П. - Серпуховский прискорювач на 76 Гев (СРСР) і прискорювач в Батавії на 400 Гев (США). Максимальна еквівалентна енергія при зіткненні П. близько 1500 Гев досягнута в прискорювачі із зустрічними протонними пучками (кожен з енергією 28 Гев) в Європейському центрі ядерних досліджень (ЦЕРН, Швейцарія). Прискорені П. використовуються не тільки для вивчення розсіювання самих П. але також і для отримання пучків ін. Часток: π- і К-мезонів, антипротонів, мюонів (Див. Мюони). До 1 973 отримані обнадійливі результати по використанню пучків прискорених П. в медицині (у променевій терапії (Див. Променева терапія)).

Літ .: Резерфорд Е. Избр. наукові праці, книга 2 - Будова атома і штучне перетворення елементів, пер, з англ. М. 1972; Бейзер А. Основні уявлення сучасної фізики, пров. з англ. М. 1970; Барчер В. Д. Клайн Д. Б. Розсіювання при високих енергіях, в збірці: Елементарні частинки, в. 9, М. 1973; Кендалл Г. В. Паневскій В. К. Г. Структура протона і нейтрона, там же; Гольдін Л. Л. [и др.], Вживання важких заряджених частинок високої енергії в медицині, «Успіхи фізичних наук», 1973, т. 110, ст. 1, с. 77-99.

найменування серії сов. важких дослідницьких штучних супутників Землі (ШСЗ) з науковим обладнанням для вивчення космічних променів і взаємодії з речовиною часток надвисоких енергій.

Запуски «П.» здійснювалися багатоступінчастої потужної ракетою-носієм з многодвигательном установкою. Сумарна максимальна корисна потужність рухових установок понад 44 Гвт, або 60 млн. Л. с. Ракета-носій «П.» відрізняється високими експлуатаційними і енергетичними характеристиками, в основному визначаються потужними рідинними ракетними двигунами, що працюють за схемою з дожиганием генераторного газу. Значний тиск в системі двигунів і забезпечення високого ступеня повноти згоряння, а також реалізації рівномірного і рівноважного виділення продуктів згорання з сопел з великою мірою розширення дозволили створити потужні малогабаритні двигуни.

Велика Радянська Енциклопедія. - М. Радянська енциклопедія. 1969-1978.