La massa del protone, massa del protone, è 1.672 621 637 (83) x 10 -27 kg, o 938.272013 (23) MeV / c2o 1.007 276 466 77 (10) u (ovvero unità di massa atomica unificate).
Le misurazioni più accurate della massa del protone provengono da esperimenti che coinvolgono trappole di Penning, che vengono utilizzate per studiare le proprietà di particelle cariche stabili. Fondamentalmente, la particella oggetto di studio è limitata da una combinazione di campi magnetici ed elettrici in una camera evacuata e la sua velocità ridotta da una varietà di tecniche, come il raffreddamento laser. Una volta intrappolato, il rapporto massa-carica di un protone, un deuterone (nucleo di un atomo di deuterio), una molecola di idrogeno caricata singolarmente, ecc. Può essere misurato con elevata precisione e da questi viene stimata la massa del protone.
Sarebbe bello se la massa osservata sperimentalmente di un protone fosse la stessa di quella derivata dalla teoria. Ma come capire quale dovrebbe essere la massa di un protone, dalla teoria?
La teoria è la cromodinamica quantistica, o QCD in breve, ed è la controparte della forza forte all'elettrodinamica quantistica (QED). Poiché il protone è composto da tre quark - due in alto e uno in basso - la sua massa è la massa di quei quark e la massa di energia vincolante. Questo è un calcolo molto difficile da eseguire, in parte perché ci sono molti modi in cui i quark e i gluoni in un protone interagiscono, ma i risultati pubblicati concordano con l'esperimento entro una percentuale o due.
Più fondamentalmente, il protone ha massa a causa del bosone di Higgs ... almeno, lo fa secondo il modello standard di fisica delle particelle di grande successo. L'unico problema è che il bosone di Higgs deve ancora essere rilevato (il Large Hadron Collider è stato costruito con la ricerca del bosone di Higgs come obiettivo chiave!).
Vuoi conoscere il valore "ufficiale"? Dai un'occhiata a CODATA. E come si confronta la massa protonica con la massa dell'anti-protone? Clicca qui per scoprirlo! E come determinare la massa protonica dai primi principi (teorici)? Questo articolo del CNRS spiega come.
Altro da esplorare, con le storie di Space Magazine: la nuova stima per la massa del bosone di Higgs, le leggi della natura sono le stesse ovunque nell'universo? quelli per iniziare.
Episodi di Cast di astronomia Le forze nucleari forti e deboli, Il grande collisore di adroni e la ricerca del bosone di Higgs e Inside the Atom ti daranno maggiori informazioni sulla massa di protoni; controllali!
fonti:
Chiedi a Newton uno scienziato
Wikipedia
