Elektronin ja protonin massa

Seuraa 
Viestejä118
Liittynyt9.5.2010

On tainnut aikanaan mennä ohi korvien tai sitten en ole edes koskaan kuullutkaan aiheesta, mutta onko sille nykyfysiikassa selitys, että positiivisen varauksen perushiukkasen, protonin massa on melkein 2000-kertainen
negatiiviseen perushiukkaseen, elektroniin verrattuna ?
Miksei esim. molemmilla ole sama massa tai onko olemassa edes
hetkellisesti positiivisen varauksen elektroneja (siis ei antihiukkasia) ?

Kommentit (11)

Vierailija
RistoXA

Miksei esim. molemmilla ole sama massa tai onko olemassa edes
hetkellisesti positiivisen varauksen elektroneja (siis ei antihiukkasia) ?



oNPA HYVINKIN. aNTIELEKTRONIN NIMI ON POSITRONI. Niitä syntyy beetahajoamisessa.

PS. Caps lock jäi päälle.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26890
Liittynyt16.3.2005
RistoXA
On tainnut aikanaan mennä ohi korvien tai sitten en ole edes koskaan kuullutkaan aiheesta, mutta onko sille nykyfysiikassa selitys, että positiivisen varauksen perushiukkasen, protonin massa on melkein 2000-kertainen
negatiiviseen perushiukkaseen, elektroniin verrattuna ?



Hiukkasten massoja perustavammista luonnonvakioista johtavaa mallia ei käsittääkseni ole, vaan massat ovat kokeellisesti havaittuja luonnonvakioita.

Miksei esim. molemmilla ole sama massa tai onko olemassa edes
hetkellisesti positiivisen varauksen elektroneja (siis ei antihiukkasia) ?



En ymmärrä mitä tarkoitat. Elektronin kanssa samanmassainen positiivisesti varattu hiukkanen, positroni, on tosiaan olemassa, mutta se on elektronin antihiukkanen. Muuta lähellekään vastaavaa ei tunneta.

Vierailija
RistoXA
On tainnut aikanaan mennä ohi korvien tai sitten en ole edes koskaan kuullutkaan aiheesta, mutta onko sille nykyfysiikassa selitys, että positiivisen varauksen perushiukkasen, protonin massa on melkein 2000-kertainen
negatiiviseen perushiukkaseen, elektroniin verrattuna ?

Protoni ei ole alkeishiukkanen, vaan koostuu kolmesta kvarkista. Kvarkkien yhteenlaskettu lepomassa on nykytiedon valossa hyvin pieni verrattuna protonin kokonaismassaan, ja QCD:n mukaan suurin osa protonin lepomassasta onkin kvarkkeja yhdessä pitävän vahvan vuorovaikutuskentän kantamaa energiaa.

In quantum chromodynamics, the modern theory of the nuclear force, most of the mass of the proton and the neutron is explained by special relativity. The mass of the proton is about eighty times greater than the sum of the rest masses of the quarks that make it up, while the gluons have zero rest mass. The extra energy of the quarks and gluons in a region within a proton, as compared to the energy of the quarks and gluons in the QCD vacuum, accounts for over 98% of the mass.
http://en.wikipedia.org/wiki/Proton#Quarks_and_the_mass_of_the_proton

Vierailija
RistoXA
On tainnut aikanaan mennä ohi korvien tai sitten en ole edes koskaan kuullutkaan aiheesta, mutta onko sille nykyfysiikassa selitys, että positiivisen varauksen perushiukkasen, protonin massa on melkein 2000-kertainen
negatiiviseen perushiukkaseen, elektroniin verrattuna ?
Miksei esim. molemmilla ole sama massa tai onko olemassa edes
hetkellisesti positiivisen varauksen elektroneja (siis ei antihiukkasia) ?

Positronihan, vaikka se onkin (tai siis juuri siksi kun se on) elektronin antihiukkanen, omaa tarkalleen saman massan kuin elektroni. No näistä hiukkasista ei atomia saa, koska hiukkasten voimat kumoavat toisensa ja ne tietenkin pian annihiloivat toisensa. Tosin hieman aikaa positroni ja elektroni ehtivät muodostaa positroniumin, jonka etuliite voi olla orto- tai para, mikä tarkoittaa sitä kummin päin spinin suunnat ovat toisiinsa nähden. Positroniumin spinhän voi saada arvot 1 ja 0, riippuen siitä ovatko ne vastakkaissuuntaiset tai samansuuntaiset.

Onneksi on kuitenkin kolmen kvarkin (2x ylöskvarkki ja 1xalaskvarkki) muodostama protoni, joka vuorovaikuttaa elektronin kanssa niin kuin vuorovaikuttaa, jotta saadaan vetyatomi ja neutronin kanssa muutkin ytimet, atomit ja molekyylit. On hyvä ettei varaus ole keskittynyt aivan samoin kuin elektronissa, jotta saadaan tämä jännittävä maailmamme aikaan.

amandrai
Seuraa 
Viestejä205
Liittynyt26.4.2010
Neutroni

Hiukkasten massoja perustavammista luonnonvakioista johtavaa mallia ei käsittääkseni ole, vaan massat ovat kokeellisesti havaittuja luonnonvakioita.



Protonin massan voi laskea numeerisesti käyttäen kvanttiväridynamiikkaa. Sen antama tulos on myös oikein virherajojen puitteissa. Tämä on mahdollista siksi että suurin osa protonin massasta on peräisin virtuaalisista vuorovaikutushiukkasista (gluoneista) eikä kvarkeista.

Kvarkkien massoille ei puolestaan ole vielä (ainakaan kovin uskottavia) selityksiä.

RistoXA
Seuraa 
Viestejä118
Liittynyt9.5.2010
teramut
Neutroni

Hiukkasten massoja perustavammista luonnonvakioista johtavaa mallia ei käsittääkseni ole, vaan massat ovat kokeellisesti havaittuja luonnonvakioita.



Protonin massan voi laskea numeerisesti käyttäen kvanttiväridynamiikkaa. Sen antama tulos on myös oikein virherajojen puitteissa. Tämä on mahdollista siksi että suurin osa protonin massasta on peräisin virtuaalisista vuorovaikutushiukkasista (gluoneista) eikä kvarkeista.

Kvarkkien massoille ei puolestaan ole vielä (ainakaan kovin uskottavia) selityksiä.




Oikeastaan yritin arvaillla miksi massat ja varaus käyttäytyvät niinkuin
käyttäytyvät. Kun esim. neutronin massa on sitten karkeasti vaikka 1 protonin massa + 1 elektronin massa. Miksei vaikka 1 protonin massa ja yksi negatiivisesti varautuneen protonin massa ? Tai miksei neutroni voi olla
1 elektronin massa + 1 posiivisesti varautuneen elektronin (jota siis ei ole) massa ? Siis mitä on se "aine", jota tarvitaan 2000-kertainen määrä saamaan aikaan protoni ? Selitys oli nykyteorian mukaan kvarkit. Miksei esim. vaikka 999 negatiivista elektronia ja 1000 positiivista, jolloin saataisiin +1e varaus ?

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26890
Liittynyt16.3.2005
RistoXA

Oikeastaan yritin arvaillla miksi massat ja varaus käyttäytyvät niinkuin
käyttäytyvät. Kun esim. neutronin massa on sitten karkeasti vaikka 1 protonin massa + 1 elektronin massa. Miksei vaikka 1 protonin massa ja yksi negatiivisesti varautuneen protonin massa ? Tai miksei neutroni voi olla
1 elektronin massa + 1 posiivisesti varautuneen elektronin (jota siis ei ole) massa ? Siis mitä on se "aine", jota tarvitaan 2000-kertainen määrä saamaan aikaan protoni ? Selitys oli nykyteorian mukaan kvarkit. Miksei esim. vaikka 999 negatiivista elektronia ja 1000 positiivista, jolloin saataisiin +1e varaus ?



Kolmen kvarkin muodostama rakenne on varmennettu jonkinlaisin sirontakokein. Kun ammutaan protonia joillakin hiukkasilla (elektroneilla luulisin) ne siroavat eri suuntiin. Sironnan voimakkuudesta suunnan ja siroavan partikkelin energian fuktiona voidaan päätellä protonin rakenne. Kolmen kvarkkia tuottaa erilaisen sirontakuvion kuin 2000 elektronin massaista rakenneosaa tuottaisi. Jakamaton hiukkanen tuottaisi myös erilaisen sironnan. Protonin rakenteen lisäksi kvanttiväridynamiikka ennustaa lukuisia muitakin hiukkasmailmassa havaittavia ilmiöitä.

Aina jossakin vaiheessa miksi-kysymykseen tulee vastaan vastaus "emme tiedä, niin asia havaintojen mukaan näyttää olevan". Siihen, miksi maailma on sellainen kuin se on, ei luonnontiede voi vastata. Se voi ainoastaan havaita mitä maailmassamme on ja miten objektit käyttäytyvät suhteessa toisiinsa.

Vierailija

Eikös Higgsin kentän ja hiukkasen pitänyt selittää muiden alkeishiukkasten massat? Puuttuuko se suoranaisesti massojen keskinäisiin suhteisiin, en tiedä. Käsittääkseni myös säieteorioista saadaan ulos hiukkasten massoja, vaikka taaskaan en tiedä, missä määrin ne on jo valmiiksi "sisäänrakennettu" ko. teorioihin.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26890
Liittynyt16.3.2005
EeTee
Eikös Higgsin kentän ja hiukkasen pitänyt selittää muiden alkeishiukkasten massat? Puuttuuko se suoranaisesti massojen keskinäisiin suhteisiin, en tiedä.



En tunne tuota fysiikan alaa kovin hyvin, mutta käsittääkseni Higgin mekanismi antaa vain fysikaalisen mekanismin, jolla inertia toimii. Siihen, miksi jonkin yksittäisen hiukkasen massa määräytyy, tarvittanee jotain mitattuja vakioita.

amandrai
Seuraa 
Viestejä205
Liittynyt26.4.2010
EeTee
Eikös Higgsin kentän ja hiukkasen pitänyt selittää muiden alkeishiukkasten massat? Puuttuuko se suoranaisesti massojen keskinäisiin suhteisiin, en tiedä. Käsittääkseni myös säieteorioista saadaan ulos hiukkasten massoja, vaikka taaskaan en tiedä, missä määrin ne on jo valmiiksi "sisäänrakennettu" ko. teorioihin.



Higgsin kentän vuorovaikutuksen kuvaamisessa on vapaita parametreja yhtä paljon kuin massallisia hiukkasia -- siis sitä käyttämällä ei saa yhtään ainoaa massaa lasketuksi alkeishiukkasille. Se selittää pelkästään miksi osa hiukkasista (fotoni) on massattomia ja osa (heikon vuorovaikutuksen välittäjäbosonit) massallisia.

Uusimmat

Suosituimmat