质子
带+1个基本电荷的亚原子粒子 / 维基百科,自由的 encyclopedia
质子(英语:Proton,日韩汉字称作阳子、阳性子),是一种带有1个单位电荷正电的稳定强子,通常标记为
p
,
p+
或H+
。每个原子的原子核内部至少会含有一个质子,质子的数量称为原子序数;另外,还可能含有中子,这些质子与中子都被称为核子。由于每种元素的原子都含有独特数量的质子,每种元素具有独特的原子序数。
Quick Facts 分类, 组成 ...
质子夸克结构的简单示意图,每个单独夸克的颜色可以随意设定,但是必须用到三种不同颜色,混合成为白色。 | |
分类 | 重子 |
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组成 | 2个上夸克、1个下夸克 |
系 | 费米 |
基本相互作用 | 引力、电磁力、弱核力、强核力 |
符号 | p , p+ , H+ |
反粒子 | 反质子 |
理论 | 威廉·普劳特(英语:William Prout)(1815) |
发现 | 欧内斯特·卢瑟福(1917–1919) |
质量 | 6973167262192369000♠1.67262192369(51)×10−27 kg[1] 7002938272081300000♠938.2720813(58) MeV/c2[1] |
平均寿命 | >7029210000000000000♠2.1×1029 年(稳定) |
电荷 | 6981160217648700000♠+1 e 6981160217662079999♠1.6021766208(98)×10−19 C[1] |
电荷半径 | 6984875100000000000♠0.8751(61) fm[1] |
电偶极矩 | <6976540000000000000♠5.4×10−24 e·cm |
电极化 | 6997119999999999999♠1.20(6)×10−3 fm3 |
磁矩 | 6974141060678730000♠1.4106067873(97)×10−26 J·T−1[1] 6997152103220530000♠1.5210322053(46)×10−3 μB[1] |
磁极化 | 6996190000000000000♠1.9(5)×10−4 fm3 |
自旋 | 1⁄2 |
同位旋 | 1⁄2 |
宇称 | +1 |
简明对称性 | I(JP) = 1⁄2(1⁄2+) |
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在粒子物理学的现代标准模型里,质子是由两个上夸克与一个下夸克组成的强子。夸克的静质量只贡献出大约1%质子质量,剩馀的质子质量主要源自于夸克的动能与捆绑夸克的胶子场(英语:gluon field)的能量。[4]:21-22
因为质子是由三个夸克组成,质子不是基本粒子,质子具有物理尺寸,但这尺寸并不能完美良好定义,由于质子的表面很模糊,因为这表面是由作用力的影响来定义,而这作用力不会突然终止。质子的半径(更仔细地说,电荷半径(英语:charge radius))大约为0.84–0.87飞米。[5]
自由质子是不与其它核子或电子结合在一起的质子。自由质子很稳定,尚未被观察到自发衰变成其它种粒子。质子与电子之间会相互亲和,但当能量或温度高到足以将质子与电子分离之时,就可以自然地找到自由质子。在等离子体里,温度非常高,质子无法与电子结合在一起,因此自由质子可以存在。在太空里,传播了星际距离的宇宙线,其成分有90%是具有高能量与高动量的自由质子。自由中子不稳定,会进行衰变,这过程的产物是质子、电子与反中微子。