प्रोटॉन और न्यूट्रॉन: द्रव्य के अंदर भीड़

प्रत्येक परमाणु के केंद्र में एक नाभिक होता है, जिसमें प्रोटॉन और न्यूट्रॉन नामक कणों का एक छोटा संग्रह होता है। इस लेख में हम प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की प्रकृति का अध्ययन करेंगे, आकार में छोटे कणों से मिलकर भी - क्वार्क, ग्लून्स और एंटीक्वार्क। (ग्लून्स, फोटॉन की तरह, अपने स्वयं के एंटीपार्टिकल्स हैं)। क्वार्क्स और ग्लून्स, जहां तक ​​हम जानते हैं, वास्तव में प्राथमिक (अविभाज्य और आकार में कुछ छोटे से मिलकर नहीं) हो सकता है। लेकिन बाद में उन्हें।

आश्चर्यजनक रूप से, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन का द्रव्यमान लगभग समान है - एक प्रतिशत तक:

• प्रोटॉन में 0.93827 GeV / s,
• 0.93957 न्यूट्रॉन पर GeV / s ² ।

यह उनके स्वभाव की कुंजी है - वे वास्तव में बहुत समान हैं। हां, उनके बीच एक स्पष्ट अंतर है: प्रोटॉन के पास एक सकारात्मक विद्युत चार्ज है, और न्यूट्रॉन का कोई शुल्क नहीं है (यह तटस्थ है, इसलिए इसका नाम है)। तदनुसार, विद्युत बल पहले पर कार्य करते हैं, लेकिन दूसरे पर नहीं। पहली नज़र में, यह अंतर बहुत महत्वपूर्ण लगता है! लेकिन वास्तव में ऐसा नहीं है। अन्य सभी इंद्रियों में, एक न्यूट्रॉन के साथ एक प्रोटॉन लगभग जुड़वां है। वे न केवल जनता के लिए, बल्कि आंतरिक संरचना के लिए भी समान हैं।

क्योंकि वे समान हैं, और चूंकि नाभिक इन कणों से बने होते हैं, इसलिए प्रोटॉन और न्यूट्रॉन अक्सर नाभिक कहलाते हैं।

1920 के आसपास प्रोटॉन की पहचान और वर्णन किया गया था (हालांकि वे पहले खोजे गए थे; हाइड्रोजन परमाणु का नाभिक सिर्फ एक अलग प्रोटॉन है), और न्यूट्रॉन 1933 में कहीं पाए गए थे। यह तथ्य कि प्रोटॉन और न्यूट्रॉन एक-दूसरे के समान हैं, वे लगभग तुरंत समझ गए। लेकिन वे यह नहीं जानते थे कि उनके पास 1954 तक नाभिक के आकार (लगभग 100,000 गुना त्रिज्या से छोटे) के बराबर एक औसत दर्जे का आकार है। तथ्य यह है कि वे क्वार्क, एंटीकार्क्स और ग्लून्स से मिलकर धीरे-धीरे 1960 के दशक के मध्य से 1970 के दशक के मध्य तक समझ गए थे। 70 के दशक के अंत और 80 के दशक की शुरुआत तक, प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और वे किस चीज से संबंधित हैं, की हमारी समझ अधिकांश भाग के लिए है, और तब से अपरिवर्तित बनी हुई है।

परमाणु परमाणु या नाभिक की तुलना में वर्णन करना अधिक कठिन हैं। यह कहने के लिए नहीं कि परमाणु मूल रूप से सरल हैं , लेकिन कम से कम आप बिना किसी हिचकिचाहट के कह सकते हैं कि एक हीलियम परमाणु में दो इलेक्ट्रॉन होते हैं जो एक छोटे हीलियम नाभिक के चारों ओर कक्षा में होते हैं; और हीलियम नाभिक दो न्यूट्रॉन और दो प्रोटॉन का एक काफी सरल समूह है। लेकिन नाभिकों के साथ, सब कुछ इतना सरल नहीं है। मैंने पहले ही लेख में लिखा है " एक प्रोटॉन क्या है, और इसके अंदर क्या है? " यह परमाणु एक सुंदर मीनू की तरह दिखता है, और न्यूक्लियर एक जंगली पार्टी की तरह दिखता है।

प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की जटिलता, जाहिर है, बहुत महत्वाकांक्षी हैं, और अधूरे भौतिक ज्ञान से उपजी नहीं हैं। हमारे पास क्वार्क, एंटीक्वार्क और ग्लून्स के साथ-साथ उनके बीच होने वाले मजबूत परमाणु इंटरैक्शन का वर्णन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले समीकरण हैं। " क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स " से इन समीकरणों को क्यूसीडी कहा जाता है। बड़े हैड्रोन कोलाइडर में दिखने वाले कणों की संख्या को मापने सहित समीकरणों की सटीकता को विभिन्न तरीकों से जांचा जा सकता है। कंप्यूटर में क्यूसीडी समीकरणों को प्रतिस्थापित करना और प्रोटॉन और न्यूट्रॉन और अन्य समान कणों (सामान्य नाम "हैड्रोन") के गुणों की गणना शुरू करना, हम इन कणों के गुणों की भविष्यवाणियां प्राप्त करते हैं, जो वास्तविक दुनिया में की गई टिप्पणियों के बहुत करीब हैं। इसलिए, हमारे पास यह विश्वास करने का कारण है कि क्यूसीडी समीकरण झूठ नहीं बोलते हैं, और यह कि प्रोटॉन और न्यूट्रॉन का हमारा ज्ञान सही समीकरणों पर आधारित है। लेकिन सिर्फ सही समीकरण होना ही काफी नहीं है, क्योंकि:

• सरल समीकरणों में बहुत जटिल समाधान हो सकते हैं,
• कभी-कभी सरल तरीके से जटिल समाधानों का वर्णन करना असंभव है।

जहां तक ​​हम बता सकते हैं, यह नाभिक के साथ मामला है: ये सरल क्यूसीडी समीकरणों के जटिल समाधान हैं, और उन्हें कुछ शब्दों या चित्रों के साथ वर्णन करना संभव नहीं है।

नाभिकों की आंतरिक जटिलता के कारण, आपको, पाठक को एक विकल्प बनाना होगा: आप वर्णित जटिलता के बारे में कितना सीखना चाहते हैं? कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप कितनी दूर जाते हैं, यह सबसे अधिक संभावना आपको संतुष्टि नहीं लाएगा: जितना अधिक आप पता लगाते हैं, उतना ही समझ में आने वाला विषय आपके लिए बन जाएगा, लेकिन अंतिम उत्तर वही रहेगा - प्रोटॉन और न्यूट्रॉन बहुत जटिल हैं। मैं आपको विस्तार से समझने के साथ तीन स्तरों की पेशकश कर सकता हूं; आप किसी भी स्तर के बाद रुक सकते हैं और अन्य विषयों पर स्विच कर सकते हैं, या आप अंतिम तक गोता लगा सकते हैं। प्रत्येक स्तर के लिए, प्रश्न उठते हैं, जिनके उत्तर मैं आंशिक रूप से अगले में दे सकता हूं, लेकिन नए उत्तर नए प्रश्न उठाते हैं। अंत में - जैसा कि मैं सहयोगियों और उन्नत छात्रों के साथ पेशेवर चर्चा करता हूं - मैं केवल आपको वास्तविक प्रयोगों में प्राप्त डेटा, विभिन्न प्रभावशाली सैद्धांतिक तर्कों और कंप्यूटर सिमुलेशन के लिए संदर्भित कर सकता हूं।

पहले स्तर की समझ

प्रोटॉन और न्यूट्रॉन किससे बने होते हैं?


अंजीर। 1: केवल दो ऊपरी क्वार्क और एक निचले क्वार्क से मिलकर प्रोटॉन का एक अत्यधिक सरलीकृत संस्करण, और न्यूट्रॉन केवल दो निचले क्वार्क और एक ऊपरी से मिलकर बनता है

मामले को सरल बनाने के लिए, कई पुस्तकों, लेखों और वेबसाइटों से संकेत मिलता है कि प्रोटॉन में तीन क्वार्क (दो ऊपरी और एक निचला) होते हैं और चावल के साथ कुछ आकर्षित करते हैं। 1. न्यूट्रॉन समान है, जिसमें केवल एक ऊपरी और दो निचले क्वार्क होते हैं। यह सरल छवि बताती है कि कुछ विद्वानों का मानना ​​था, मुख्य रूप से 1960 के दशक में। लेकिन जल्द ही यह स्पष्ट हो गया कि इस दृष्टिकोण को इस हद तक निगरानी दी गई थी कि यह अब सही नहीं था।

जानकारी के अधिक परिष्कृत स्रोतों से, आप सीखेंगे कि प्रोटॉन में तीन क्वार्क (दो ऊपरी और एक निचले) होते हैं, जो ग्लून्स द्वारा एक साथ रखे जाते हैं - और चित्र 2 के समान एक चित्र वहां दिखाई दे सकता है। 2, जहां ग्लुकन्स स्प्रिंग्स या थ्रेड क्वार्क्स के रूप में खींचे जाते हैं। न्यूट्रॉन समान हैं, केवल एक ऊपरी क्वार्क और दो निचले वाले।


अंजीर। 2: अंजीर का सुधार। 1 एक प्रोटॉन में क्वार्क धारण करने वाले मजबूत परमाणु संपर्क की महत्वपूर्ण भूमिका पर जोर देने के कारण

यह न्यूक्लियॉन का वर्णन करने का इतना बुरा तरीका नहीं है, क्योंकि यह मजबूत परमाणु बातचीत की महत्वपूर्ण भूमिका पर जोर देता है, जो ग्लून्स के कारण एक प्रोटॉन में क्वार्क रखता है (बस एक फोटॉन की तरह, एक कण, जिसमें से प्रकाश बनाया जाता है) इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंटरैक्शन से जुड़ा होता है। लेकिन यह भी भ्रामक है, क्योंकि यह वास्तव में व्याख्या नहीं करता है कि ग्लून्स क्या हैं और वे क्या करते हैं।

चीजों को स्थानांतरित करने और जैसा कि मैंने अन्य लेखों में किया था, उसका वर्णन करने के कारण हैं: एक प्रोटॉन में तीन क्वार्क (दो ऊपरी और एक निचला) होते हैं, ग्लून्स का एक ढेर और क्वार्क-एंटीकार्क जोड़े के पहाड़ (मुख्य रूप से ये ऊपरी और निचले क्वार्क हैं, लेकिन कई हैं अजीब)। वे सभी बहुत तेज गति से आगे-पीछे उड़ते हैं (प्रकाश की गति के निकट); यह पूरा सेट मजबूत परमाणु संपर्क द्वारा आयोजित किया जाता है। मैंने अंजीर में इसका प्रदर्शन किया। 3. न्यूट्रॉन फिर से समान हैं, लेकिन एक ऊपरी और दो निचले क्वार्क के साथ; संबद्ध क्वार्क को एक तीर द्वारा इंगित किया गया है।


अंजीर। 3: एक अधिक यथार्थवादी, हालांकि अभी भी अपूर्ण, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की छवि

ये क्वार्क, एंटीक्वार्क और ग्लून्स न केवल बेतहाशा आगे-पीछे चलते हैं, बल्कि एक-दूसरे से टकराते हैं और एक-दूसरे से टकराते हैं जैसे कि कण विलोपन (जिसमें एक क्वार्क और एक ही प्रकार का एंटीकार्क दो ग्लून्स में बदल जाते हैं, या इसके विपरीत) ग्लूऑन का अवशोषण और उत्सर्जन (जिसमें एक क्वार्क और ग्लूऑन मिलकर एक क्वार्क और दो ग्लून्स या इसके विपरीत उत्पन्न हो सकते हैं)।

इन तीनों विवरणों में क्या है:

• दो ऊपरी क्वार्क और निचले क्वार्क (प्लस कुछ और) में एक प्रोटॉन है।
• एक ऊपरी क्वार्क और दो निचले क्वार्क (प्लस कुछ और) में एक न्यूट्रॉन होता है।
• न्यूट्रॉन के लिए "कुछ और" प्रोटॉन के लिए "कुछ और" के साथ मेल खाता है। यही कारण है कि, नाभिक "कुछ और है" वही है।
• प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के बीच एक छोटा द्रव्यमान अंतर कम क्वार्क और ऊपरी क्वार्क के बीच बड़े अंतर के कारण दिखाई देता है।

और चूंकि:

• ऊपरी क्वार्क में, विद्युत आवेश 2/3 e है (जहाँ e प्रोटॉन आवेश है, -इ इलेक्ट्रान आवेश है),
• कम क्वार्कों में, चार्ज -1 / 3e है,
• ग्लून्स का प्रभार 0 है,
• किसी भी क्वार्क और उसके संगत एंटिकार्क पर कुल ० चार्ज होता है (उदाहरण के लिए, एंटी-लो क्वार्क में + १ / ३ ई का चार्ज होता है, ताकि लोअर क्वार्क और लोअर एंटिकार्क के लिए चार्ज –१/३ ई +1-३ ई = ०) हो,

प्रत्येक आकृति दो ऊपरी और एक निचले क्वार्क के खाते में एक प्रोटॉन के विद्युत प्रभार से संबंधित है, और "कुछ और" चार्ज में जोड़ता है 0. इसी तरह, एक ऊपरी और दो निचले क्वार्क के कारण न्यूट्रॉन का शून्य चार्ज होता है:

• प्रोटॉन का कुल विद्युत आवेश 2/3 e + 2/3 e - 1/3 e = e,
• न्यूट्रॉन का कुल विद्युत आवेश 2/3 e - 1/3 e - 1/3 e = 0 है।

ये विवरण निम्नलिखित में भिन्न हैं:

• कितना "कुछ और" नाभिक के अंदर,
• यह वहां क्या कर रहा है
• जहां द्रव्यमान और द्रव्यमान की ऊर्जा (ई = एमसी ² , वहां मौजूद ऊर्जा, यहां तक ​​कि जब कण बाकी पर है) नाभिक से आती है।

चूंकि अधिकांश परमाणु का द्रव्यमान, और इसलिए सभी सामान्य पदार्थों का, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन में निहित है, अंतिम बिंदु हमारे स्वभाव की सही समझ के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।

अंजीर। 1 इंगित करता है कि क्वार्क्स, वास्तव में, नाभिक के एक तिहाई का प्रतिनिधित्व करते हैं - लगभग उसी तरह जैसे कि एक प्रोटॉन या न्यूट्रॉन हीलियम नाभिक के एक चौथाई या कार्बन नाभिक के 1/12 का प्रतिनिधित्व करता है। यदि यह चित्र सत्य होता, तो नाभिक में क्वार्क अपेक्षाकृत धीमी गति से (प्रकाश की तुलना में बहुत कम गति के साथ) गतिमान होते, जिनके बीच अपेक्षाकृत कमजोर अंत: क्रिया होती थी (यद्यपि कुछ शक्तिशाली बल उन्हें पकड़कर रखते थे)। क्वार्क का द्रव्यमान, ऊपरी और निचला, फिर प्रोटॉन के द्रव्यमान के एक तिहाई के बारे में 0.3 GeV / s ² के क्रम का होगा। लेकिन यह सरल छवि और उन पर लगाए गए विचार बस गलत हैं।

अंजीर। 3. प्रकाश के करीब गति से इसमें घुलने वाले कणों के बॉयलर के रूप में एक प्रोटॉन के एक पूरी तरह से अलग विचार देता है। ये कण एक-दूसरे से टकराते हैं, और इन टकरावों में उनमें से कुछ नष्ट हो जाते हैं, जबकि अन्य उनके स्थान पर बनते हैं। ग्लून्स का कोई द्रव्यमान नहीं होता है, ऊपरी क्वार्क का द्रव्यमान 0.004 GeV / s ² के क्रम का होता है, और 0.008 GeV / s ² के क्रम के निचले हिस्से प्रोटॉन से सैकड़ों गुना छोटे होते हैं। प्रोटॉन द्रव्यमान ऊर्जा कहां से आती है यह एक जटिल प्रश्न है: इसका हिस्सा क्वार्क्स और एंटीक्वार्क की द्रव्यमान ऊर्जा से आता है, क्वार्क, एंटिकार्क और ग्लून्स की गति की ऊर्जा से हिस्सा है, और मजबूत परमाणु बातचीत में संग्रहीत ऊर्जा का हिस्सा (संभवतः सकारात्मक, नकारात्मक) है। क्वार्क, एंटीकार्क्स और ग्लून्स को एक साथ रखना।

एक अर्थ में, अंजीर। 2 अंजीर के बीच के अंतर को खत्म करने की कोशिश करता है। 1 और अंजीर। 3. यह अंजीर को सरल करता है। 3, कई क्वार्क-एंटीक्वार्क जोड़ियों को हटाना, जो, सिद्धांत रूप में, अल्पकालिक कहा जा सकता है, क्योंकि वे लगातार उठते हैं और गायब हो जाते हैं, और आवश्यक नहीं हैं। लेकिन यह धारणा देता है कि परमाणु में ग्लून्स मजबूत परमाणु बातचीत का प्रत्यक्ष हिस्सा हैं जो प्रोटॉन धारण करते हैं। और वह यह नहीं बताती है कि प्रोटॉन का द्रव्यमान कहां से आता है।

अंजीर में। 1 वहाँ एक और दोष है, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के संकीर्ण फ्रेम को छोड़कर। यह अन्य हैड्रोन के कुछ गुणों की व्याख्या नहीं करता है, उदाहरण के लिए, पीयन और पी-मेसन । चावल में भी यही समस्याएं हैं। 2।

इन प्रतिबंधों ने इस तथ्य को जन्म दिया है कि मेरे छात्र और मेरी साइट पर, मैं चावल के साथ एक तस्वीर देता हूं। 3. लेकिन मैं चेतावनी देना चाहता हूं कि उसके पास भी कई प्रतिबंध हैं, जिन पर मैं बाद में विचार करूंगा।

यह ध्यान देने योग्य है कि संरचना की चरम जटिलता, निहित अंजीर। 3, किसी को एक ऐसी वस्तु से उम्मीद होगी जो एक मजबूत परमाणु बातचीत के रूप में इस तरह के शक्तिशाली बल द्वारा एक साथ रखी जाती है। और एक और बात: तीन क्वार्क (प्रोटॉन पर दो ऊपरी और एक निचले), जो एंटीकार्क क्वार्क जोड़े के समूह का हिस्सा नहीं हैं , अक्सर "वैलेंस क्वार्क" कहा जाता है , और एंटीकार्क क्वार्क जोड़े को अक्सर "क्वार्क जोड़े का समुद्र" कहा जाता है । ऐसी भाषा तकनीकी रूप से कई मामलों में सुविधाजनक है। लेकिन यह गलत धारणा देता है कि यदि आप प्रोटॉन के अंदर देख सकते हैं और एक निश्चित क्वार्क को देख सकते हैं, तो आप तुरंत कह सकते हैं कि क्या यह समुद्र या घाटी का हिस्सा है। यह नहीं किया जा सकता है, बस ऐसा कोई रास्ता नहीं है।

प्रोटॉन द्रव्यमान और न्यूट्रॉन द्रव्यमान

चूंकि प्रोटॉन और न्यूट्रॉन का द्रव्यमान समान है, और चूंकि प्रोटॉन और न्यूट्रॉन केवल निचले क्वार्क द्वारा ऊपरी क्वार्क के प्रतिस्थापन में भिन्न होते हैं, इसलिए संभावना है कि उनके द्रव्यमान उसी तरह प्रदान किए जाते हैं, एक ही स्रोत से आते हैं, और उनके अंतर ऊपरी और निचले क्वार्क के बीच थोड़ा अंतर होता है। । लेकिन दिखाए गए तीन आंकड़े प्रोटॉन द्रव्यमान की उत्पत्ति पर तीन बहुत अलग विचारों की उपस्थिति को इंगित करते हैं।

अंजीर। 1 इंगित करता है कि ऊपरी और निचले क्वार्कों केवल प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के द्रव्यमान का 1/3 हिस्सा बनाते हैं: 0.313 GeV / s ² के आदेश के कारण, या प्रोटॉन में क्वार्क को धारण करने के लिए आवश्यक ऊर्जा के कारण। और चूंकि प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के द्रव्यमान के बीच का अंतर प्रतिशत का एक अंश है, इसलिए ऊपरी और निचले क्वार्क के द्रव्यमान के बीच का अंतर भी एक प्रतिशत का अंश होना चाहिए।

अंजीर। 2 कम स्पष्ट है। प्रोटॉन द्रव्यमान का कौन सा हिस्सा ग्लून्स के कारण होता है? लेकिन, सिद्धांत रूप में, यह आंकड़ा से इस प्रकार है कि अधिकांश प्रोटॉन द्रव्यमान अभी भी क्वार्क के द्रव्यमान से आता है, जैसा कि अंजीर में है। 1।

अंजीर। चित्रा 3 एक अधिक सूक्ष्म दृष्टिकोण को दर्शाता है कि प्रोटॉन द्रव्यमान वास्तव में कैसे प्रकट होता है (जैसा कि हम सीधे प्रोटॉन की कंप्यूटर गणना के माध्यम से सत्यापित कर सकते हैं, और सीधे अन्य गणितीय तरीकों का उपयोग नहीं कर सकते हैं)। यह अंजीर में प्रस्तुत विचारों से बहुत अलग है। 1 और 2, और यह इतना आसान नहीं निकला।

यह समझने के लिए कि यह कैसे काम करता है, किसी को प्रोटॉन द्रव्यमान m के संदर्भ में नहीं सोचना चाहिए, बल्कि इसकी द्रव्यमान ऊर्जा E = mc ^{2 के} संदर्भ में, द्रव्यमान से जुड़ी ऊर्जा। वैचारिक रूप से सही सवाल यह नहीं है कि "प्रोटॉन मास एम कहाँ से आया", जिसके बाद आप ई की गणना c ^{2 से} m गुणा करके कर सकते हैं, लेकिन इसके विपरीत: "प्रोटॉन द्रव्यमान ऊर्जा E कहाँ से आता है", जिसके बाद आप द्रव्यमान m की गणना कर सकते हैं, E को c ^{2 से} विभाजित कर सकते हैं। ।

जन ऊर्जा को तीन समूहों में विभाजित करने में योगदान को वर्गीकृत करना उपयोगी है:

ए) इसमें निहित क्वार्क और एंटीक्विक के द्रव्यमान (बाकी ऊर्जा) की ऊर्जा (ग्लून्स, मासलेस कण, कोई योगदान नहीं करते हैं)।
बी) क्वार्क, एंटीकार्क और ग्लून्स की गति (गतिज ऊर्जा)।
सी) इंटरएक्शन ऊर्जा (बाध्यकारी ऊर्जा या संभावित ऊर्जा) एक मजबूत परमाणु बातचीत में संग्रहीत (अधिक सटीक, ग्लूऑन क्षेत्रों में) जो प्रोटॉन को धारण करती है।

अंजीर। 3 इंगित करता है कि प्रोटॉन के अंदर के कण उच्च गति के साथ चलते हैं, और यह कि बड़े पैमाने पर ग्लून्स से भरा है, इसलिए बी) का योगदान ए) से अधिक है। आमतौर पर, अधिकांश शारीरिक प्रणालियों में, बी) और सी) तुलनीय होते हैं, जबकि सी) अक्सर नकारात्मक होते हैं। इसलिए प्रोटॉन (और न्यूट्रॉन) की बड़े पैमाने पर ऊर्जा मुख्य रूप से बी) और सी के संयोजन से प्राप्त होती है, और ए) एक छोटे अंश का योगदान देता है। इसलिए, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन का द्रव्यमान मुख्य रूप से उनमें मौजूद कणों के द्रव्यमान के कारण नहीं, बल्कि इन कणों की गति की ऊर्जा और ग्लूऑन फ़ील्ड से जुड़ी उनकी बातचीत की ऊर्जा के कारण दिखाई देते हैं जो प्रोटॉन धारण करने वाली ताकतों को उत्पन्न करते हैं। अधिकांश अन्य प्रणालियों में हम जानते हैं, ऊर्जा संतुलन अलग-अलग वितरित किया जाता है। उदाहरण के लिए, परमाणुओं में और सौर मंडल में A) हावी है, और B) और C) परिमाण में बहुत छोटे और तुलनीय हैं।

सारांशित करते हुए, हम संकेत करते हैं कि:

• अंजीर। 1 से पता चलता है कि प्रोटॉन द्रव्यमान ऊर्जा ए के योगदान से आती है)।
• अंजीर। 2 यह मानता है कि A) और B) दोनों योगदान महत्वपूर्ण हैं, और B) अपना थोड़ा हिस्सा बनाता है।
• अंजीर। 3 का सुझाव है कि बी) और सी) महत्वपूर्ण हैं, और ए) का योगदान महत्वहीन है।

हम जानते हैं कि अंजीर। 3. इसे सत्यापित करने के लिए, हम कंप्यूटर सिमुलेशन का संचालन कर सकते हैं, और, अधिक महत्वपूर्ण बात, विभिन्न ठोस सैद्धांतिक तर्कों के लिए धन्यवाद, हम जानते हैं कि यदि ऊपरी और निचले क्वार्कों के द्रव्यमान शून्य थे (और बाकी सब जैसा था), प्रोटॉन का द्रव्यमान व्यावहारिक रूप से नहीं होगा बदल जाएगा। तो, जाहिर है, क्वार्क का द्रव्यमान प्रोटॉन के द्रव्यमान में महत्वपूर्ण योगदान नहीं दे सकता है।

अगर तस्वीर। 3 झूठ नहीं बोलता है, क्वार्क और एंटीकार्क के द्रव्यमान बहुत छोटे हैं। वे वास्तव में क्या पसंद कर रहे हैं? ऊपरी क्वार्क (साथ ही एंटीकार्क) का द्रव्यमान 0.005 GeV / s ² से अधिक नहीं है, जो 0.313 GeV / s ² से बहुत कम है, जो अंजीर से निम्नानुसार है। 1. (ऊपरी क्वार्क का द्रव्यमान मापना मुश्किल है, और यह प्रभाव सूक्ष्म प्रभावों के कारण बदल जाता है, जिससे यह 0.005 GeV / s ² से बहुत कम हो सकता है)। निचले क्वार्क का द्रव्यमान ऊपरी के द्रव्यमान से लगभग 0.004 GeV / s ² अधिक है। इसका मतलब यह है कि किसी भी क्वार्क या एंटीक्वार्क का द्रव्यमान प्रोटॉन के द्रव्यमान के एक प्रतिशत से अधिक नहीं होता है।

कृपया ध्यान दें कि इसका मतलब (अंजीर 1 के विपरीत) है कि निचले क्वार्क के द्रव्यमान का अनुपात ऊपरी तक नहीं पहुंचता है! निचले क्वार्क का द्रव्यमान कम से कम ऊपरी के द्रव्यमान से दोगुना है। न्यूट्रॉन और प्रोटॉन के द्रव्यमान समान हैं इसका कारण यह नहीं है कि ऊपरी और निचले क्वार्कों के द्रव्यमान समान हैं, बल्कि इसलिए कि ऊपरी और निचले क्वार्कों का द्रव्यमान बहुत छोटा है - और उनके बीच का अंतर प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के द्रव्यमान के सापेक्ष छोटा है। याद रखें कि एक प्रोटॉन को न्यूट्रॉन में बदलने के लिए, आपको बस इसके ऊपरी क्वार्क को निचले एक (चित्र 3) के साथ बदलने की आवश्यकता है। यह प्रतिस्थापन न्यूट्रॉन को प्रोटॉन की तुलना में थोड़ा भारी बनाने के लिए पर्याप्त है, और इसका चार्ज + ई से 0 तक बदल सकता है।

वैसे, तथ्य यह है कि एक प्रोटॉन के अंदर विभिन्न कण एक-दूसरे से टकराते हैं, और लगातार दिखाई देते हैं और गायब हो जाते हैं, उन चीजों को प्रभावित नहीं करते हैं जिनकी हम चर्चा कर रहे हैं - ऊर्जा किसी भी टकराव में संग्रहीत होती है। द्रव्यमान की ऊर्जा और क्वार्क और ग्लून्स की गति की ऊर्जा बदल सकती है, साथ ही साथ उनकी बातचीत की ऊर्जा भी बदल सकती है, लेकिन प्रोटॉन की कुल ऊर्जा नहीं बदलती है, हालांकि इसके अंदर सब कुछ लगातार बदल रहा है। इसलिए प्रोटॉन का द्रव्यमान आंतरिक भंवर होने के बावजूद स्थिर रहता है।

इस बिंदु पर, आप प्राप्त जानकारी को रोक और अवशोषित कर सकते हैं। यह आश्चर्यजनक है! साधारण द्रव्य में निहित लगभग सभी द्रव्यमान परमाणुओं में नाभिकों के द्रव्यमान से आते हैं। और इस द्रव्यमान का अधिकांश भाग प्रोटॉन और न्यूट्रॉन में निहित अराजकता से आता है - नाभिकों में क्वार्क, ग्लून्स और एंटीक्वार्क की गति की ऊर्जा से और पूरे राज्य में न्यूक्लियर को बनाए रखने वाले मजबूत परमाणु इंटरैक्शन के काम की ऊर्जा से। हां: हमारा ग्रह, हमारे शरीर, हमारी सांसें ऐसे शांत होने का परिणाम हैं, और हाल ही में, जब तक अकल्पनीय भीड़ नहीं है।