质子磁力仪,为什么原子核不能有94个质子
- 2023-04-30 20:56:18
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质子的寿命,是有限的吗
不知道,但许多理论物理学家希望它是有限的,否则大统一理论的框架就错了,这将是一个致命打击。
质子是重粒子家族中举足轻重的成员,也是那些相信酸性体质的人的信念粒子,因为通常说的氢离子就是质子。
图示:电磁力和弱核力已经统一,现在是要统一强核力和电弱力
在试图将物理学四大基本力中的三种(电磁力、强核力、弱核力)统一起来的大统一理论(GUT)的框架中,为了消除夸克和轻子之间的差异,要求质子不能永恒,质子必须要能够衰变,这个框架才可能是对的,如果质子不能衰变,那就证明关于大统一理论的假设就是错的。不过,这些模型给出的质子衰变的年限超乎想象的长,多数模型都说质子的寿命很可能超过10^30年!考虑到我们宇宙的历史才大约137亿年左右,这是一个极其夸张的寿命。
图示:质子如果衰变将释放正电子,自己转变为另一种基本粒子。
日本科学家用30万吨水做的超级神岗探测器实验,其中包含了7.5x10^33个质子,理论上每年都会有一些质子发生衰变,因为质子的衰变是概率事件,其发生概率的大小与粒子的寿命相关,粒子寿命越长,那么发生衰变的可能性就越小,但只要有足够多的质子,那么理论上,我们就能看到其中有些质子发生衰变才对。
图示:维护人员在超级神岗探测器中检修探测器的探头
但经过连续12年的观测,没有发现任何一例质子衰变事件,这大大出乎理论物理学家的意料之外,现在质子的潜在寿命已经上升到超过1.6*10^34年,总之,对于理论物理学家来说,质子的寿命依然是有限的,无非是究竟有多长尚未确定。
现在,日本打算进一步扩大超级神岗实验,从super扩大成hyper,Hyper-Kamiokande实验的规模将比此前的Super-Kamiokande大十倍,它将在两年内超过SK实验的规模,希望这次我们能探测到质子的衰变迹象。
图示:Hyper-Kamiokande项目预计将在2020年下半年开始实验,它将用于探测质子衰变、超新星大爆炸等事件,帮助人类阐明大统一理论和宇宙演化的历史。
虽然我也认为这世间没有永恒之物,但我还是很希望能发生点什么奇迹,比如质子就是不衰变啥的,哈哈。但无论如何,即便以当前质子寿命的下限,或许等不到质子衰变的那一天,宇宙早就被其它力量给摧毁了,所以,放心吧,宇宙的毁灭与质子的寿命关系不大。
图示:中国最著名科幻作家刘慈欣(流浪地球原作者)在另一个中篇科幻小说中写道,理论物理学家是一群愿意朝闻道夕死的一群人。在探索大统一理论中,被高智能外星人阻止,因为这种探索据称可能导致宇宙毁灭。而许多理论物理学家愿意用生命换取看一眼大统一方程的机会。
欢迎关注,谢谢点赞,第1677答,共获3.5亿人次阅读体积最小的中子星
天文学家发现了有史以来体积最小、质量最大的中子星,这是一个距离地球130光年的巨大压缩体,它的质量比太阳还要大,却缩成了一个缓慢冷却的煤渣,只比月球稍大一点。这颗名为ZTFJ1901+1458的白矮星以每分钟7转的速度自转,其磁场是太阳的10亿倍,它的直径只有4300公里,是在不到1亿年前,由两颗质量较小的白矮星合并形成的,该星由加州理工学院帕洛马天文台的兹威基瞬态天体设备发现的。
这颗白矮星的质量约为太阳的1.35倍,刚好低于触发1a型超新星的阈值(约1.4倍太阳质量),即便如此,电子和质子可能在恒星核心的巨大压力下合并,可能为未来戏剧性的转变奠定了基础。科学家推测该白矮星的质量足够大,核心中的电子若被原子核中的质子捕获,重力及电磁力的合力超越电子简并压力时,就有机会进一步坍缩成中子星。
原子核中,中子为什么可以转化成质子和电子
因为中子就是有质子和电子组成的,当电子进入质子中,就结合成中子,比如中子星的形成就是在强大的引力情况下,电子被压入原子核中,从而形成中子,也所以称为中子星。由于质子是带正电荷,电子是带负电荷,在电磁力下,是相互吸引的,但原子核中,还存在着弱力,弱力可以阻止原子核的质量过大,从而拆散中子
质子都带正电荷为什么不相互排斥而分开
原子核由质子和中子组成,质子带正电,中子不带电,质子和中子都叫原子核的核子。质子间存在着库仑斥力,但为什么原子核沒有分裂,核子还紧密的结合在一起呢?
这是因为核子间存在着强大的核力的缘故,是核力把核子紧密的结合在一起,使原子核不分裂,呈稳定状态。核力是一种超短程力,只有当核子间的距离小于2x10^(一l5)米的距离时,核子间才会产生核力。所以並不是所有核子间都有核力,只有相邻的核子间才有核力。核力的性质尚不明,正在硏究中。
为什么原子核不能有94个质子
在原子核内存在一种只作用在质子和中子之间的力,叫强核力,它的强度是质子间的电磁力的100倍,从而使质子结合在一起,但质子数大于100时电磁力就大于强核力,从而使原子核不稳定.天然存在的质子数最多的稳定元素是钚,有94个质子,没有超过100.强核力的力携带粒子是介子
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