Meni

Наука

ФИЗИКА

Протон мршавији, физичари у чуду

Један од два неизбежна састојка језгра атома (други је неутрон) усукао се за четири одсто у струку од последњег вагања, ако нисте знали. Да ли је за то крива светска економска криза из које другу годину заредом не можемо да се искобељамо?

Два кварка „горе” (u) и један „доле” (d)

Колико је нула потребно да се уздрмају темељи нашег разумевања и космоса и материје?

Један од два неизбежна састојка језгра атома (други је неутрон), протон (на грчком: први),усукао се од последњег вагања, ако нисте знали. Физичари су у чуду: једни опомињу, други су суздржани. Да ли је за то крива светска економска криза из које другу годину заредом не можемо да се искобељамо?

Својевремено је установљено да су сви атоми, отприлике, исте величине, а да највећи, цезијумов, достиже 0,0000005 милиметара. Да бисте схватили колико то износи, ваљало би их поређати најмање десет милиона од једног до другог зупца на поштанској марки. А унутра?

Споља гледано, атом подсећа на планете око Сунца. И баш као што је Сунчев систем углавном празан, у највећем делу запремине атома ничег нема. Готово сва маса згуснута је у мајушном, позитивно наелектрисаном средишту. Протони и неутрони, под заједничким именом нуклеони, обитавају на малом растојању у језгру (99,9 одсто масе атома), око којег облећу негативно наелектрисани електрони. Протони и неутрони се грчевито држе заједно у густом средишњем грумену, а унаоколо својим стазама у далекој сумаглици круже електрони.

У нама и око нас

Између тих путања нема ничега. Замислите степениште на чијим су степеницама размештени електрони који скакућу с једне на другу за цео број. У стварности све степенице нису исте висине. Када је електрон на степенику више енергије, он може да падне за два или више у ниже енергетско стање бирајући насумично одредиште. Искорак је, иначе, веома мали, таман толики да се ослободи (отпусти) само једна светлосна честица (фотон или најмањи смотуљак енергије). И то се назива „квантним скоком”.

Бескрајно малено одступање уочљиво тек у 14 цифри после зареза броја који започиње нулом (0,00000000000003) могло би да изазове потресе у науци. Најновији подаци, обелодањени у чувеном часопису „Нејчер”, указују да је дотична субатомска честица у струку ужа четири одсто – широка је 0,8768 фемтометра (фемтометар је билионити делић милиметра).

Ко не верује, нека сам измери.

Дакле, полупречник протона је краћи него што се претпостављало.

Иако је разлика толико мајушна да не противречи ма чијем уверењу, и те како се тиче физике. После недавног мерења, наиме, на видело избија пукотина у постојећој квантној теорији. „То је озбиљан раскорак”, упозорава Инго Сик са Универзитета Базел (Швајцарска) који покушава да најновију податак помири с претходне четири деценије мерења. „Негде је нешто прилично погрешно.”

Позитивно наелектрисани протон (открио га 1918. Ернест Радерфорд) једна је од најпознатијих мрвица материје и у нама (20 милијарди милијарди милијарди у људском телу) и свуда око нас (нешто мање од 335.000.000.000.000.000.000.000 или 335.000 милијарди милијарди у сваком килограму, а поуздано се не зна укупна маса космоса). С неутралним парњаком, неутроном, налази се у сваком, ама баш сваком средишту атома у космосу. Куд ћете више!

Муонска замена

Унутрашње устројство остаје у велико мери загонетно, иако је познато да је сваки протон и неутрон саздан од по три кварка у које још нико није завирио. За такав подухват ваља изградити акцелеатор велики као Сунчев систем!

Како се мери величина протона?

Посредством узајамног деловања (интеракција) са електроном. Појединачни електрон који кружи око протона скаче из једне путање у другу, при чему испушта квант енергије ако се примакне језгру, а упија када се удаљи.

Свака путања (орбитала) којом безглаво јурцају одликује се другачијом енергијом, што делимично зависи од величине протона. Физичари су од шездесетих извели стотине мерења са задивљујућом тачношћу. У најновијем изведеном у Институту за квантну оптику „Макс Планк” у Гархингу (Немачка) учествовало их је 32 из неколико земаља, под руководством Рандолфа Пола, који је провео деценију проверавајући ограничења поступка.

Шта су сада урадили?

Створили су облачиће водоникових атома (састављен од једног протона и једног електрона), у којима су електроне заменили кудикамо крупнијим рођацима муонима (207 пута тежа од електрона) који, нажалост, потрају једва два милионита дела секунде пре него што се распадну. Захваљујући толикој маси, лебде ближе протону од електрона. Затим су високо поузданим ласерским зраком гађали „муонски атом” и измерили танана квантна колебања, на основу којих су утврдили да је полупречник водониковог протона четири посто мањи.

Хоће ли то утицати на квантну теорију? Вероватно неће, сматра познати руски теоријски физичар Рудолф Фаустов.

Будуће провере морале би да поткрепе поменуто мерење или да наговесте нову физику.

Станко Стојиљковић
објављено: 17.07.2010.

Последњи коментари

Dorćolka Novobeograđanka | 17/07/2010 14:54

Čestitke na jasnoći teksta u ime nas laika. Sve je jasno. I bravo na duhovitosti. Veoma zanimljiv tekst, a šta li tek iz tog saznanja može da proistekne... Čak cela nova fizika. Vrlo uzbudljivo.

За Ваш уређај постоји Андроид апликација, желите ли да је инсталирате?

Инсталирај Касније