Hva Endrer Hastigheter på Protoner og nøytroner?

Protoner og nøytroner er de to subatomære partikler som danner kjernen av et atom. De er begge baryoner som består av tre kvarker og står for 99 prosent av et atom masse. I det daglige liv, protoner og nøytroner bare eksisterer som deler av atomer som i sin tur danner molekyler av alt rundt oss. Men mange vitenskapelige eksperimenter, særlig de i høyenergi fysikk laboratorier, innebærer å fokusere på uavhengige protoner og nøytroner.

akselerer~~POS=TRUNC Protoner

Mange vitenskapelige fremskritt, slik som Rutherford Gold Foil Experiment, involvert observere akselererte protoner. Protoner har en atom elektrisk ladning av en, noe som betyr at det bærer samme omfang omkostninger som et elektron, men er positiv. På grunn av sin uniform elektrisk ladning, kan protoner akselereres og styrte med elektromagnetisme. Dette kan gjøres ved å rette en stråle av protoner i retning av en negativ ladning, men i partikkelakseleratorer protonstrømmen blir oftere styres av størrelsen og retningen av et magnetisk felt.

spredning Nøytroner

Til tross for at nesten lik masse som protoner, trenger nøytroner ikke bære en elektrisk ladning (derav deres "nøytrale" navn). Som et resultat, kan nøytroner ikke bli manipulert av elektromagnetiske felt for vitenskaplige eksperimenter. I stedet blir partikkelkollisjoner involverer nøytroner igangsatt ved å opprette et "bredt bånd" av nøytroner. Dette gjøres ved å kollidere en energisk partikkel med en nøytronkilde, typisk en atomkjerne. Dette vil gi en strøm av neutroner med et bredt spekter av energiene, men etterfølgende interaksjon av nøytronene blir analysert ved å fokusere på nøytroner med et forutbestemt energi.

Binding Protoner og nøytroner

I løpet av en atomkjerne, er protoner og nøytroner begrenset til en statistisk normale bevegelser for at atomet til å forbli stabil. Mens de relativt kraftige elektromagnetiske krefter gjøre det virke bakvendt at protoner kan holdes sammen i nær kontakt, eller at nøytroner ville være bundet til protoner, forblir kjernen stabil på grunn av den sterke kjernekraften. Den sterke kjernekraften overvinner protonene skyve vekk fra hverandre, og holder også nøytroner i kjernen. Uten å være bundet til en atomkjerne av den sterke kjernekraften faktisk nøytroner fordi ustabile og gjennomgår radioaktiv nedbrytning som kalles betastråling.

Entropi og Moving Atomer

I tillegg til deres bevegelse som isolerte partikler eller atomkjerner, protoner og nøytroner erverve hastighet som komponenter i bevegelige atomer. Når et atom er i bevegelse, representerer kjernen over 99 perecent av atomet bevegelsesenergi fordi det er lagerbygning av atomet masse. Imidlertid er disse interaksjonene drives ved omdanning av potensiell energi til kinetisk energi. Bevegelsen av atomer er ansvarlig for entropi, som er et mål på uorden i termodynamikk. Høy entropi, eller atomer som er glade for å hurtig bevegelse, oppleves som varme.