Inti terdiri dari proton, neutron. Dalam model Bohr, elektron bergerak mengelilingi nukleus dalam orbit melingkar, seperti Bumi yang berputar mengelilingi Matahari. Elektron dapat bergerak di antara level-level ini, dan ketika mereka melakukannya, mereka menyerap foton atau memancarkan foton. Berapa ukuran proton dan berapa?
Blok bangunan utama Alam Semesta yang terlihat
Proton adalah blok bangunan dasar dari alam semesta yang terlihat, tetapi banyak dari sifat-sifatnya, seperti radius muatan dan momen magnetik anomalinya, tidak dipahami dengan baik. Apa itu proton? Ini adalah partikel subatomik dengan muatan listrik positif. Sampai saat ini, proton dianggap sebagai partikel terkecil. Namun, berkat teknologi baru, fakta telah diketahui bahwa proton mencakup elemen yang lebih kecil lagi, partikel yang disebut quark, partikel dasar materi yang sebenarnya. Sebuah proton dapat terbentuk sebagai hasil dari neutron yang tidak stabil.
Tagihan
Berapa muatan listrik yang dimiliki proton? Diamemiliki muatan +1 muatan dasar, yang dilambangkan dengan huruf "e" dan ditemukan pada tahun 1874 oleh George Stoney. Sementara proton memiliki muatan positif (atau 1e), elektron memiliki muatan negatif (-1 atau -e), dan neutron tidak memiliki muatan sama sekali dan dapat dilambangkan dengan 0e. 1 muatan dasar sama dengan 1,602 × 10 -19 coulomb. Coulomb adalah jenis satuan muatan listrik dan setara dengan satu ampere yang diangkut secara tetap per detik.
Apa itu proton?
Segala sesuatu yang dapat Anda sentuh dan rasakan terbuat dari atom. Ukuran partikel kecil di dalam pusat atom sangat kecil. Meskipun mereka membentuk sebagian besar berat atom, mereka masih sangat kecil. Faktanya, jika sebuah atom seukuran lapangan sepak bola, masing-masing protonnya hanya seukuran semut. Proton tidak boleh terbatas pada inti atom. Ketika proton berada di luar inti atom, mereka memiliki sifat yang menarik, aneh, dan berpotensi berbahaya yang mirip dengan neutron dalam keadaan yang sama.
Tapi proton memiliki properti tambahan. Karena mereka membawa muatan listrik, mereka dapat dipercepat oleh medan listrik atau magnet. Proton berkecepatan tinggi dan inti atom yang mengandungnya dilepaskan dalam jumlah besar selama semburan matahari. Partikel dipercepat oleh medan magnet bumi, menyebabkan gangguan ionosfer yang dikenal sebagai badai geomagnetik.
Jumlah proton, ukuran dan massa
Jumlah proton membuat setiap atom unik. Misalnya oksigen memiliki delapan, hidrogen hanya satu, dan emas sebanyak 79. Angka ini mirip dengan identitas unsur. Anda dapat belajar banyak tentang atom hanya dengan mengetahui jumlah protonnya. Partikel subatomik ini, ditemukan di inti setiap atom, memiliki muatan listrik positif yang sama dan berlawanan dengan elektron elemen. Jika diisolasi, massanya hanya sekitar 1,673-27 kg, sedikit lebih kecil dari massa neutron.
Jumlah proton dalam inti suatu unsur disebut nomor atom. Nomor ini memberikan setiap elemen identitas uniknya. Dalam atom unsur tertentu, jumlah proton dalam inti selalu sama. Sebuah atom hidrogen sederhana memiliki inti, yang hanya terdiri dari 1 proton. Inti dari semua elemen lain hampir selalu mengandung neutron selain proton.
Berapa besar proton?
Tidak ada yang tahu pasti, dan itulah masalahnya. Eksperimen menggunakan atom hidrogen yang dimodifikasi untuk mendapatkan ukuran proton. Ini adalah misteri subatomik dengan implikasi besar. Enam tahun setelah fisikawan mengumumkan bahwa ukuran proton terlalu kecil, para ilmuwan masih tidak yakin tentang ukuran sebenarnya. Semakin banyak data yang muncul, misteri semakin dalam.
Proton adalah partikel di dalam inti atom. Selama bertahun-tahun, jari-jari proton tampaknya tetap di sekitar 0,877 femtometer. Namun pada tahun 2010, Randolph Paul dari Institute of Quantumoptik mereka. Max Planck di Garching, Jerman, menerima respons yang mengkhawatirkan dengan menggunakan teknik pengukuran baru.
Tim mengubah satu proton, satu komposisi elektron dari atom hidrogen dengan mengalihkan elektron ke partikel yang lebih berat yang disebut muon. Mereka kemudian mengganti atom yang diubah ini dengan laser. Mengukur perubahan yang dihasilkan dalam tingkat energi mereka memungkinkan mereka untuk menghitung ukuran inti protonnya. Yang mengejutkan mereka, ternyata 4% lebih rendah dari nilai tradisional yang diukur dengan cara lain. Eksperimen Randolph juga menerapkan teknik baru pada deuterium - isotop hidrogen yang memiliki satu proton dan satu neutron, yang secara kolektif dikenal sebagai deuteron - dalam intinya. Namun, butuh waktu lama untuk menghitung ukuran deuteron secara akurat.
Eksperimen baru
Data baru menunjukkan masalah radius proton tetap ada. Beberapa eksperimen lagi di laboratorium Randolph Paul dan lainnya sedang berlangsung. Beberapa menggunakan teknik muon yang sama untuk mengukur ukuran inti atom yang lebih berat seperti helium. Lainnya secara bersamaan mengukur hamburan muon dan elektron. Paul menduga bahwa pelakunya mungkin bukan proton itu sendiri, tetapi pengukuran konstanta Rydberg yang salah, angka yang menggambarkan panjang gelombang cahaya yang dipancarkan oleh atom yang tereksitasi. Tetapi konstanta ini diketahui melalui eksperimen presisi lainnya.
Penjelasan lain mengusulkan partikel baru yang menyebabkan interaksi tak terduga antara proton dan muon tanpa mengubah ikatannya dengan elektron. Ini bisa berarti bahwa teka-teki itu membawa kita melampaui model standar fisika.partikel. “Jika suatu saat di masa depan seseorang menemukan sesuatu di luar model standar, itu saja,” kata Paul, dengan perbedaan kecil pertama, kemudian yang lain dan yang lain, perlahan-lahan menciptakan perubahan yang lebih monumental. Berapa ukuran proton yang sebenarnya? Hasil baru menantang teori dasar fisika.
Dengan menghitung pengaruh jari-jari proton pada jalur terbang, para peneliti dapat memperkirakan jari-jari partikel proton, yang sebesar 0,84184 femtometer. Sebelumnya, indikator ini berada di kisaran 0,8768 hingga 0,897 femtometer. Ketika mempertimbangkan jumlah kecil seperti itu, selalu ada ruang untuk kesalahan. Namun, setelah 12 tahun berusaha dengan sungguh-sungguh, anggota tim yakin akan keakuratan pengukuran mereka. Teorinya mungkin perlu beberapa penyesuaian, tetapi apa pun jawabannya, fisikawan akan menggaruk-garuk kepala untuk tugas yang berat ini untuk waktu yang lama.
