Protón

Carga del protón

Un protón es una partícula subatómica, símbolo p o p+, con una carga eléctrica positiva de +1 e carga elemental y una masa ligeramente inferior a la de un neutrón. Los protones y los neutrones, cada uno con masas de aproximadamente una unidad de masa atómica, se denominan conjuntamente 'nucleones' (partículas presentes en los núcleos atómicos).

Uno o más protones están presentes en el núcleo de cada átomo; son una parte necesaria del núcleo. El número de protones en el núcleo es la propiedad que define a un elemento y se denomina número atómico (representado por el símbolo Z ). Dado que cada elemento tiene un número único de protones, cada elemento tiene su propio número atómico único.

La palabra protón en griego significa "primero", y Ernest Rutherford le dio este nombre al núcleo de hidrógeno en 1920. En años anteriores, Rutherford había descubierto que el núcleo de hidrógeno (conocido como el núcleo más ligero) podía extraerse de los núcleos. de nitrógeno por colisiones atómicas. Por lo tanto, los protones eran candidatos para ser una partícula fundamental o elemental y, por lo tanto, un componente básico del nitrógeno y todos los demás núcleos atómicos más pesados.

Aunque los protones originalmente se consideraban partículas elementales, en el modelo estándar moderno de física de partículas, ahora se sabe que los protones son partículas compuestas, que contienen tres quarks de valencia y, junto con los neutrones, ahora se clasifican como hadrones. Los protones están compuestos por dos quarks up de carga + 2 / 3 e y un quark down de carga − 1 / 3 e . El resto de las masas de los quarks contribuyen solo alrededor del 1% de la masa de un protón.El resto de la masa de un protón se debe a la energía de enlace de la cromodinámica cuántica, que incluye la energía cinética de los quarks y la energía de los campos de gluones que unen a los quarks. Como los protones no son partículas fundamentales, poseen un tamaño medible; el radio de carga cuadrático medio de un protón es de aproximadamente 0,84 a 0,87 fm (o0,84 × 10 a0,87 × 10m  ) . En 2019, dos estudios diferentes, utilizando diferentes técnicas, encontraron que el radio del protón era de 0,833 fm, con una incertidumbre de ±0,010 fm.

Los protones libres ocurren ocasionalmente en la Tierra: las tormentas eléctricas pueden producir protones con energías de hasta varias decenas de MeV.A temperaturas y energías cinéticas suficientemente bajas, los protones libres se unirán a los electrones. Sin embargo, el carácter de dichos protones enlazados no cambia y siguen siendo protones. Un protón rápido que se mueve a través de la materia se ralentizará por interacciones con electrones y núcleos, hasta que sea capturado por la nube de electrones de un átomo. El resultado es un átomo protonado, que es un compuesto químico de hidrógeno. En el vacío, cuando hay electrones libres, un protón suficientemente lento puede tomar un solo electrón libre y convertirse en un átomo de hidrógeno neutro, que es químicamente un radical libre. Tales "átomos de hidrógeno libres" tienden a reaccionar químicamente con muchos otros tipos de átomos a energías suficientemente bajas. Cuando los átomos de hidrógeno libres reaccionan entre sí, forman moléculas de hidrógeno neutro (H 2), que son el componente molecular más común de las nubes moleculares en el espacio interestelar.

Los protones libres se utilizan de forma rutinaria para los aceleradores de la terapia de protones o varios experimentos de física de partículas, siendo el ejemplo más poderoso el Gran Colisionador de Hadrones.

DescripciónEditar | Comentar

Protón en un átomo
Protón en un átomo

Problema no resuelto de física :

¿Cómo transportan los quarks y gluones el espín de los protones?(más problemas sin resolver en física)

Los protones son fermiones de espín- 1 / 2 y están compuestos por tres quarks de valencia, lo que los convierte en bariones (un subtipo de hadrones). Los dos quarks arriba y un quark abajo de un protón se mantienen unidos por la fuerza fuerte, mediada por gluones. Una perspectiva moderna tiene un protón compuesto por los quarks de valencia (arriba, arriba, abajo), los gluones y pares transitorios de quarks marinos. Los protones tienen una distribución de carga positiva que decae aproximadamente exponencialmente, con un radio cuadrático medio de alrededor de 0,8 fm.

Los protones y los neutrones son ambos nucleones, que pueden estar unidos por la fuerza nuclear para formar núcleos atómicos. El núcleo del isótopo más común del átomo de hidrógeno (con el símbolo químico "H") es un protón solitario. Los núcleos de los isótopos pesados ​​de hidrógeno, deuterio y tritio, contienen un protón unido a uno y dos neutrones, respectivamente. Todos los demás tipos de núcleos atómicos están compuestos por dos o más protones y varios números de neutrones.

HistoriaEditar | Comentar

Protones en el átomo
Protones en el átomo

El concepto de una partícula similar al hidrógeno como componente de otros átomos se desarrolló durante un largo período. Ya en 1815, William Prout propuso que todos los átomos están compuestos por átomos de hidrógeno (a los que llamó "protyles"), basándose en una interpretación simplista de los primeros valores de los pesos atómicos (ver la hipótesis de Prout), que fue refutada cuando se obtuvieron valores más precisos. Medido.

En 1886, Eugen Goldstein descubrió los rayos de canal (también conocidos como rayos de ánodo) y demostró que eran partículas cargadas positivamente (iones) producidas a partir de gases. Sin embargo, dado que las partículas de diferentes gases tenían diferentes valores de relación carga-masa (e/m), no podían identificarse con una sola partícula, a diferencia de los electrones negativos descubiertos por JJ Thomson. Wilhelm Wien en 1898 identificó el ion de hidrógeno como la partícula con la mayor relación carga-masa en los gases ionizados.

Tras el descubrimiento del núcleo atómico por Ernest Rutherford en 1911, Antonius van den Broek propuso que el lugar de cada elemento en la tabla periódica (su número atómico) es igual a su carga nuclear. Esto fue confirmado experimentalmente por Henry Moseley en 1913 utilizando espectros de rayos X.

En 1917 (en experimentos informados en 1919 y 1925), Rutherford demostró que el núcleo de hidrógeno está presente en otros núcleos, un resultado generalmente descrito como el descubrimiento de los protones.Estos experimentos comenzaron después de que Rutherford notó que, cuando se lanzaban partículas alfa al aire (principalmente nitrógeno), sus detectores de centelleo mostraban las firmas de núcleos de hidrógeno típicos como producto. Después de la experimentación, Rutherford rastreó la reacción hasta el nitrógeno en el aire y descubrió que cuando se introducían partículas alfa en gas nitrógeno puro, el efecto era mayor. En 1919, Rutherford supuso que la partícula alfa simplemente extraía un protón del nitrógeno, convirtiéndolo en carbono. Después de observar las imágenes de la cámara de niebla de Blackett en 1925, Rutherford se dio cuenta de que la partícula alfa había sido absorbida. Después de la captura de la partícula alfa, se expulsa un núcleo de hidrógeno, de modo que el resultado es oxígeno pesado, no carbono, es decir, Z no se reduce sino que se incrementa (ver la reacción inicial propuesta a continuación).N + α → O + pág. Rutherford al principio pensó en nuestra "p" moderna en esta ecuación como un ion de hidrógeno, H+.

Dependiendo de la perspectiva de cada uno, ya sea 1919 (cuando se consideró experimentalmente que se derivaba de una fuente diferente al hidrógeno) o 1920 (cuando se reconoció y propuso como una partícula elemental) puede considerarse como el momento en que se 'descubrió' el protón.

Rutherford sabía que el hidrógeno era el elemento más simple y liviano y estaba influenciado por la hipótesis de Prout de que el hidrógeno era el bloque de construcción de todos los elementos. El descubrimiento de que el núcleo de hidrógeno está presente en otros núcleos como una partícula elemental llevó a Rutherford a dar al núcleo de hidrógeno H+ un nombre especial como partícula, ya que sospechaba que el hidrógeno, el elemento más ligero, contenía sólo una de estas partículas. Llamó a este nuevo bloque de construcción fundamental del núcleo el protón, después del singular neutro de la palabra griega para "primero", πρῶτον. Sin embargo, Rutherford también tenía en mente la palabra protyle tal como la usa Prout. Rutherford habló en la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia en su reunión de Cardiff que comenzó el 24 de agosto de 1920.Rutherford primero propuso (erróneamente, ver arriba) que esta reacción de nitrógeno era N + α → C + α + H+. En la reunión, Oliver Lodge le pidió un nuevo nombre para el núcleo de hidrógeno positivo para evitar confusiones con el átomo de hidrógeno neutro. Inicialmente sugirió tanto el protón como el proutón (después de Prout). Rutherford informó más tarde que la reunión había aceptado su sugerencia de que el núcleo de hidrógeno se llamara "protón", siguiendo la palabra "protyle" de Prout. El primer uso de la palabra "protón" en la literatura científica apareció en 1920.

EstabilidadEditar | Comentar

Problema no resuelto de física:

¿Son los protones fundamentalmente estables? ¿O se descomponen con un tiempo de vida finito como lo predicen algunas extensiones del modelo estándar?(más problemas sin resolver en física)

El protón libre (un protón que no está unido a nucleones o electrones) es una partícula estable que no se ha observado que se descomponga espontáneamente en otras partículas. Los protones libres se encuentran naturalmente en una serie de situaciones en las que las energías o las temperaturas son lo suficientemente altas como para separarlos de los electrones, por los que tienen cierta afinidad. Los protones libres existen en plasmas en los que las temperaturas son demasiado altas para permitirles combinarse con electrones. Los protones libres de alta energía y velocidad constituyen el 90% de los rayos cósmicos, que se propagan en el vacío a distancias interestelares. Los protones libres se emiten directamente desde los núcleos atómicos en algunos tipos raros de desintegración radiactiva. Los protones también resultan (junto con los electrones y los antineutrinos) de la desintegración radiactiva de los neutrones libres, que son inestables.

Nunca se ha observado la descomposición espontánea de los protones libres y, por lo tanto, los protones se consideran partículas estables según el modelo estándar. Sin embargo, algunas grandes teorías unificadas (GUT, por sus siglas en inglés) de la física de partículas predicen que la desintegración de protones debería tener lugar con vidas entre 10 y 10 años y las búsquedas experimentales han establecido límites inferiores en la vida media de un protón para varios supuestos productos de desintegración.

Los experimentos en el detector Super-Kamiokande en Japón dieron límites más bajos para la vida media de protones de6,6 × 10  años para la descomposición en un antimuón y un pión neutro, y8,2 × 10  años para la descomposición en un positrón y un pión neutro. Otro experimento en el Observatorio de Neutrinos de Sudbury en Canadá buscó rayos gamma resultantes de núcleos residuales resultantes de la desintegración de un protón del oxígeno-16. Este experimento fue diseñado para detectar la descomposición de cualquier producto y estableció un límite inferior para la vida útil de un protón de2,1 × 10  años .

Sin embargo, se sabe que los protones se transforman en neutrones a través del proceso de captura de electrones (también llamado decaimiento beta inverso). Para los protones libres, este proceso no ocurre espontáneamente sino solo cuando se les suministra energía. la ecuacion es:
p+mi→norte+vmi

El proceso es reversible; los neutrones pueden volver a convertirse en protones a través de la desintegración beta, una forma común de desintegración radiactiva. De hecho, un neutrón libre se desintegra de esta manera, con una vida media de unos 15 minutos.

Quarks y la masa de un protónEditar | Comentar

En la cromodinámica cuántica, la teoría moderna de la fuerza nuclear, la mayor parte de la masa de protones y neutrones se explica por la relatividad especial. La masa de un protón es entre 80 y 100 veces mayor que la suma de las masas en reposo de sus tres quarks de valencia, mientras que los gluones tienen masa en reposo cero. La energía extra de los quarks y gluones en un protón, en comparación con el resto de la energía de los quarks solos en el vacío QCD, representa casi el 99% de la masa del protón. La masa en reposo de un protón es, por lo tanto, la masa invariable del sistema de quarks y gluones en movimiento que forman la partícula y, en tales sistemas, incluso la energía de las partículas sin masa todavía se mide como parte de la masa en reposo de la partícula. sistema.

Se utilizan dos términos para referirse a la masa de los quarks que forman los protones: la masa del quark actual se refiere a la masa de un quark por sí mismo, mientras que la masa del quark constituyente se refiere a la masa del quark actual más la masa del campo de partículas del gluón que rodea al quark . cuarc. Estas masas suelen tener valores muy diferentes. La energía cinética de los quarks que es consecuencia del confinamiento es una contribución (ver Masa en relatividad especial). Usando cálculos de celosía QCD, las contribuciones a la masa del protón son el condensado de quarks (∼9 %, compuesto por los quarks arriba y abajo y un mar de quarks extraños virtuales), la energía cinética de los quarks (∼32 %), el gluón energía cinética (∼37%) y la contribución gluónica anómala (∼23%, compuesta por contribuciones de condensados ​​de todos los sabores de quarks).

La función de onda del modelo de quark constituyente para el protón es {\displaystyle |p_{\uparrow }\rangle ={\frac {1}{\sqrt {18}}}[2|u_{\uparrow }d_{\downarrow }u_{\uparrow }\rangle +2|u_ {\flecha arriba }u_{\flecha arriba }d_{\flecha abajo }\rangle +2|d_{\flecha abajo }u_{\flecha arriba }u_{\flecha arriba }\rangle -|u_{\flecha arriba }u_{\flecha abajo }d_{ \uparrow }\rangle -|u_{\uparrow }d_{\uparrow }u_{\downarrow }\rangle -|u_{\downarrow }d_{\uparrow }u_{\uparrow }\rangle -|d_{\uparrow } u_{\flecha abajo }u_{\flecha arriba }\rangle -|d_{\flecha arriba }u_{\flecha arriba }u_{\flecha abajo }\rangle -|u_{\flecha abajo }u_{\flecha arriba }d_{\flecha arriba }\rangle ].}

La dinámica interna de los protones es complicada porque está determinada por el intercambio de gluones de los quarks y la interacción con varios condensados ​​de vacío. Lattice QCD proporciona una forma de calcular la masa de un protón directamente de la teoría con cualquier precisión, en principio. Los cálculos más recientes afirman que la masa se determina con una precisión superior al 4%, incluso con una precisión del 1% (consulte la Figura S5 en Dürr et al. ). Estas afirmaciones siguen siendo controvertidas, porque los cálculos aún no se pueden hacer con quarks tan ligeros como los que hay en el mundo real. Esto significa que las predicciones se encuentran mediante un proceso de extrapolación, que puede introducir errores sistemáticos.Es difícil saber si estos errores se controlan correctamente, porque las cantidades que se comparan con el experimento son las masas de los hadrones, que se conocen de antemano.

Estos cálculos recientes son realizados por supercomputadoras masivas y, como señalaron Boffi y Pasquini: "todavía falta una descripción detallada de la estructura del nucleón porque... el comportamiento a larga distancia requiere un tratamiento no perturbativo y/o numérico..." Más Los enfoques conceptuales de la estructura de los protones son: el enfoque de solitón topológico originalmente debido a Tony Skyrme y el enfoque AdS/QCD más preciso que lo amplía para incluir una teoría de cuerdas de gluones, varios modelos inspirados en QCD como el modelo de bolsa y el quark constituyente modelo, que fue popular en la década de 1980, y las reglas de suma SVZ, que permiten cálculos de masa aproximados aproximados. Estos métodos no tienen la misma precisión que los métodos QCD de celosía de fuerza bruta, al menos no todavía.

Radio de cargaEditar | Comentar

El problema de definir un radio para un núcleo atómico (protón) es similar al problema del radio atómico, en el sentido de que ni los átomos ni sus núcleos tienen límites definidos. Sin embargo, el núcleo se puede modelar como una esfera de carga positiva para la interpretación de experimentos de dispersión de electrones: debido a que no hay un límite definido para el núcleo, los electrones "ven" un rango de secciones transversales, para las cuales se puede tomar una media. . La calificación de "rms" (por "raíz cuadrática media") surge porque es la sección transversal nuclear, proporcional al cuadrado del radio, lo que determina la dispersión de electrones.

El valor internacionalmente aceptado del radio de carga de un protón es 0.8768 fm (ver órdenes de magnitud para comparación con otros tamaños). Este valor se basa en mediciones que involucran un protón y un electrón (es decir, mediciones de dispersión de electrones y cálculos complejos que involucran una sección transversal de dispersión basada en la ecuación de Rosenbluth para la sección transversal de transferencia de impulso) y estudios de los niveles de energía atómica de hidrógeno y deuterio.

Sin embargo, en 2010, un equipo de investigación internacional publicó una medición del radio de carga de protones a través del cambio de Lamb en hidrógeno muónico (un átomo exótico hecho de un protón y un muón cargado negativamente). Como un muón es 200 veces más pesado que un electrón, su longitud de onda de De Broglie es correspondientemente más corta. Este orbital atómico más pequeño es mucho más sensible al radio de carga del protón, por lo que permite una medición más precisa. Su medida de la raíz cuadrada media del radio de carga de un protón es "0.841 84 (67) fm , que difiere en 5.0 desviaciones estándar del valor CODATA de0.8768(69) fm ". En enero de 2013, un valor actualizado para el radio de carga de un protón—0.840 87 (39) fm —fue publicado. La precisión se mejoró 1,7 veces, aumentando la importancia de la discrepancia a 7 σ . El ajuste de CODATA de 2014 redujo ligeramente el valor recomendado para el radio del protón (calculado usando solo mediciones de electrones) a0.8751(61) fm , pero esto deja la discrepancia en 5.6 σ .

Si no se encontraron errores en las mediciones o cálculos, habría sido necesario volver a examinar la teoría fundamental más precisa y mejor probada del mundo: la electrodinámica cuántica. El radio del protón era un rompecabezas a partir de 2017.

Se llegó a una resolución en 2019, cuando dos estudios diferentes, utilizando diferentes técnicas que involucran el desplazamiento de Lamb del electrón en hidrógeno y la dispersión electrón-protón, encontraron que el radio del protón era 0.833 fm, con una incertidumbre de ± 0.010 fm, y 0.831 FM.

El radio del protón está relacionado con el factor de forma y la sección transversal de transferencia de impulso. El factor de forma atómica G modifica la sección transversal correspondiente al protón puntual. {\displaystyle {\begin{alineado}R_{\text{e}}^{2}&=-6{{\frac {dG_{\text{e}}}{dq^{2}}}\,{ \Bigg \vert }\,}_{q^{2}=0}\\{\frac {d\sigma }{d\Omega }}\ &={{\frac {d\sigma }{d\Omega }}\,{\Bigg \vert }\,}_{\text{punto}}G^{2}(q^{2})\end{alineado}}}

El factor de forma atómica está relacionado con la densidad de la función de onda del objetivo: {\displaystyle G(q^{2})=\int e^{iqr}\psi(r)^{2}\,dr^{3}}

El factor de forma se puede dividir en factores de forma eléctricos y magnéticos. Estos pueden escribirse además como combinaciones lineales de los factores de forma de Dirac y Pauli.{\displaystyle {\begin{alineado}G_{\text{m}}&=F_{\text{D}}+F_{\text{P}}\\G_{\text{e}}&=F_{ \text{D}}-\tau F_{\text{P}}\\{\frac {d\sigma }{d\Omega }}&={{\frac {d\sigma }{d\Omega }} \,{\Bigg \vert }\,}_{NS}{\frac {1}{1+\tau }}\left(G_{\text{e}}^{2}\left(q^{2 }\right)+{\frac {\tau }{\epsilon }}G_{\text{m}}^{2}\left(q^{2}\right)\right)\end{alineado}}}

Presión dentro del protón

Dado que el protón está compuesto por quarks confinados por gluones, se puede definir una presión equivalente que actúa sobre los quarks. Esto permite el cálculo de su distribución en función de la distancia desde el centro utilizando la dispersión Compton de electrones de alta energía (DVCS, para dispersión Compton profundamente virtual ). La presión es máxima en el centro, alrededor de 10  Pa, que es mayor que la presión dentro de una estrella de neutrones. Es positivo (repulsivo) a una distancia radial de unos 0,6 fm, negativo (atractivo) a distancias mayores y muy débil más allá de unos 2 fm.

Radio de carga en protón solvatado, hidronio

El radio del protón hidratado aparece en la ecuación de Born para calcular la entalpía de hidratación del hidronio.

Interacción de protones libres con materia ordinariaEditar | Comentar

Aunque los protones tienen afinidad por los electrones con carga opuesta, esta es una interacción de energía relativamente baja y, por lo tanto, los protones libres deben perder suficiente velocidad (y energía cinética) para asociarse estrechamente y unirse a los electrones. Los protones de alta energía, al atravesar la materia ordinaria, pierden energía por colisiones con los núcleos atómicos y por la ionización de los átomos (eliminación de electrones) hasta que se ralentizan lo suficiente como para ser capturados por la nube de electrones en un átomo normal.

Sin embargo, en tal asociación con un electrón, el carácter del protón enlazado no cambia y sigue siendo un protón. La atracción de protones libres de baja energía a cualquier electrón presente en la materia normal (como los electrones en los átomos normales) hace que los protones libres se detengan y formen un nuevo enlace químico con un átomo. Tal enlace ocurre a cualquier temperatura suficientemente "fría" (es decir, comparable a las temperaturas en la superficie del Sol) y con cualquier tipo de átomo. Por lo tanto, en interacción con cualquier tipo de materia normal (no plasmática), los protones libres de baja velocidad no permanecen libres sino que son atraídos por los electrones de cualquier átomo o molécula con la que entran en contacto, lo que hace que el protón y la molécula se combinen. Entonces se dice que tales moléculas están "protonadas", y químicamente son simplemente compuestos de hidrógeno, a menudo cargada positivamente. A menudo, como resultado, se convierten en los llamados ácidos de Brønsted. Por ejemplo, un protón capturado por una molécula de agua en el agua se convierte en hidronio, el catión acuosoH 3 O .

Protón en químicaEditar | Comentar

Número atómico

En química, el número de protones en el núcleo de un átomo se conoce como número atómico, que determina el elemento químico al que pertenece el átomo. Por ejemplo, el número atómico del cloro es 17; esto significa que cada átomo de cloro tiene 17 protones y que todos los átomos con 17 protones son átomos de cloro. Las propiedades químicas de cada átomo están determinadas por el número de electrones (cargados negativamente), que para los átomos neutros es igual al número de protones (positivos), de modo que la carga total es cero. Por ejemplo, un átomo de cloro neutro tiene 17 protones y 17 electrones, mientras que un anión Cl tiene 17 protones y 18 electrones para una carga total de -1.

Sin embargo, no todos los átomos de un elemento dado son necesariamente idénticos. El número de neutrones puede variar para formar diferentes isótopos y los niveles de energía pueden diferir, dando como resultado diferentes isómeros nucleares. Por ejemplo, hay dos isótopos estables de cloro:
17cl con 35 − 17 = 18 neutrones y 17cl con 37 − 17 = 20 neutrones.

Iones de hidrógeno

El protón es una especie química única, siendo un núcleo desnudo. Como consecuencia, no tiene existencia independiente en el estado condensado e invariablemente se encuentra unido por un par de electrones a otro átomo.

Ross Stewart, El protón: aplicación a la química orgánica (1985, p. 1)

En química, el término protón se refiere al ion de hidrógeno, H
. Dado que el número atómico del hidrógeno es 1, un ion de hidrógeno no tiene electrones y corresponde a un núcleo desnudo, que consta de un protón (y 0 neutrones para el isótopo protio más abundante). 
1H
). El protón es una "carga desnuda" con sólo alrededor de 1/64.000 del radio de un átomo de hidrógeno, por lo que es extremadamente reactivo químicamente. El protón libre, por lo tanto, tiene una vida extremadamente corta en sistemas químicos como los líquidos y reacciona inmediatamente con la nube de electrones de cualquier molécula disponible. En solución acuosa, forma el ion hidronio, H 3 O , que a su vez es solvatado por moléculas de agua en grupos como [H 5 O 2 ] y [H 9 O 4 ] .

La transferencia de H
en una reacción ácido-base se suele denominar "transferencia de protones". El ácido se conoce como donador de protones y la base como aceptor de protones. Asimismo, términos bioquímicos como bomba de protones y canal de protones se refieren al movimiento de H hidratado
iones

El ion producido al quitar el electrón de un átomo de deuterio se conoce como deuterón, no como protón. Asimismo, quitar un electrón de un átomo de tritio produce un tritón.

Resonancia magnética nuclear de protones (RMN)

También en química, el término "RMN de protones" se refiere a la observación de núcleos de hidrógeno-1 en moléculas (en su mayoría orgánicas) mediante resonancia magnética nuclear. Este método utiliza el espín del protón, que tiene el valor de la mitad en unidades de ħ ("h-barra" = h /2π). El nombre se refiere al examen de los protones tal como se encuentran en el protio (átomos de hidrógeno-1) en los compuestos, y no implica que existan protones libres en el compuesto que se está estudiando.

Exposición humanaEditar | Comentar

Los Paquetes de Experimentos de la Superficie Lunar del Apolo (ALSEP) determinaron que más del 95% de las partículas en el viento solar son electrones y protones, en cantidades aproximadamente iguales.

Debido a que el espectrómetro de viento solar realizó mediciones continuas, fue posible medir cómo el campo magnético de la Tierra afecta las partículas de viento solar que llegan. Durante aproximadamente dos tercios de cada órbita, la Luna está fuera del campo magnético de la Tierra. En esos momentos, una densidad de protones típica era de 10 a 20 por centímetro cúbico, y la mayoría de los protones tenían velocidades entre 400 y 650 kilómetros por segundo. Durante aproximadamente cinco días de cada mes, la Luna está dentro de la cola geomagnética de la Tierra y, por lo general, no se detectaron partículas de viento solar. Durante el resto de cada órbita lunar, la Luna se encuentra en una región de transición conocida como magnetoenvoltura, donde el campo magnético de la Tierra afecta al viento solar, pero no lo excluye por completo. En esta región, el flujo de partículas se reduce, con velocidades típicas de protones de 250 a 450 kilómetros por segundo. Durante la noche lunar, el espectrómetro estaba protegido del viento solar por la Luna y no se midieron partículas de viento solar.

Los protones también tienen un origen extrasolar a partir de los rayos cósmicos galácticos, donde constituyen alrededor del 90 % del flujo total de partículas. Estos protones a menudo tienen mayor energía que los protones del viento solar, y su intensidad es mucho más uniforme y menos variable que los protones provenientes del Sol, cuya producción se ve muy afectada por los eventos de protones solares, como las eyecciones de masa coronal.

Se han realizado investigaciones sobre los efectos de la tasa de dosis de los protones, como se encuentran típicamente en los viajes espaciales, en la salud humana. Para ser más específicos, hay esperanzas de identificar qué cromosomas específicos están dañados y definir el daño durante el desarrollo del cáncer debido a la exposición a protones. Otro estudio busca determinar "los efectos de la exposición a la irradiación de protones en los puntos finales neuroquímicos y conductuales, incluido el funcionamiento dopaminérgico, el aprendizaje de aversión al gusto condicionado inducido por anfetaminas y el aprendizaje espacial y la memoria medidos por el laberinto de agua de Morris. Carga eléctrica de una nave espacial debido al bombardeo interplanetario de protones también se ha propuesto para estudio.Hay muchos más estudios relacionados con los viajes espaciales, incluidos los rayos cósmicos galácticos y sus posibles efectos en la salud, y la exposición a eventos de protones solares.

Los experimentos de viaje espacial American Biostack y Soviet Biorack han demostrado la gravedad del daño molecular inducido por iones pesados ​​en microorganismos, incluidos los quistes de Artemia.

AntiprotónEditar | Comentar

La simetría CPT impone fuertes restricciones a las propiedades relativas de partículas y antipartículas y, por lo tanto, está abierta a pruebas estrictas. Por ejemplo, las cargas de un protón y antiprotón deben sumar exactamente cero. Esta igualdad ha sido probada a una parte en10 _ La igualdad de sus masas también ha sido probada a más de una parte en10 _ Al mantener antiprotones en una trampa de Penning, se ha probado la igualdad de la relación carga-masa de protones y antiprotones a una parte en6 × 10 . El momento magnético de los antiprotones se ha medido con un error de8 × 10 magnetones nucleares de Bohr, y se encuentra que es igual y opuesto al de un protón.

Iniciar con Google
Iniciar con Facebook
x