Kısa cevap: Proton gibi elementer olmayan atom altı parçacıklar için hacim vardır fakat elementer atomaltı parçacıklar için (örneğin elektron) hacim tanımlı değildir. Kütle elektron, proton, nötron hatta nötrino için varken, gluonlar ve fotonlar için yoktur.

Bu tablo Standart Model içindeki temel parçacıkların özetidir.

Atom altı  parçacıklar, belirli kütleleri olmasına rağmen boyutları tanımlanmamıştır, bu nedenle noktasal parçacıklar olarak kabul edilirler. Atomaltı ancak elementer olmayan parçacıklar, ölçülebilen belirli bir boyuta sahiptir. Örneğin, protonun yarıçapı yaklaşık 0.84 fm’dir, Bu özelliği muonik hidrojen atomlarının spektral özelliklerini inceleyerek elde edilmiştir. 2010 yılında uluslararası bir araştırma ekibi, müonik hidrojendeki (bir proton ve negatif yüklü bir müondan oluşan egzotik bir atom) Lamb kayması yoluyla bir proton yük yarıçapı ölçümü yayınlamıştır. 2019’da, hidrojendeki elektronun Lamb kaymasını ve elektron-proton saçılımını içeren farklı teknikleri kullanan iki farklı çalışma, protonun yarıçapının ±0,010 fm belirsizlikle 0.833 fm ve 0.831 fm bulmuşlardır.

Ortalama karekök yük yarıçapı, bir atom çekirdeğinin boyutunun bir ölçüsü , özellikle de proton dağılımının bir ölçüsü olarak düşünülebilir. 2018 CODATA parçacık büyüklükleri el kitabın proton için ~8.414 fm, döteron için ~2.127 fm belirtilmiştir. Nötron açısından bakarsak, kuarklar ve gluonlar arasındaki güçlü kuvvetin son derece karmaşık bir dinamiği söz konusudur. Bu sebeple incelenmesi daha zordur. Bunla ilgili literatürde değer veren Nature Comm. yayını [5] açık erişimlidir. Bu yayında ortalama yarıçap karesi verilmektedir. Nötron için yapılan çalışmalar nötr bir parçacık olmasına rağmen ortalama karekök yük yarıçapının negatif olduğunu savunur. Bu durumun en basit izahı negatif yüklü aşağı kuarkların pozitif olana göre nötronun daha dış kısmında bulunmasıdır. Nötrondaki bu asimetrik yük dağılımı sonucunda ise bu değer negatif çıkmaktadır.

 

 

Kaynaklar:

  1. https://www.quora.com/Do-subatomic-particles-have-mass-and-volume
  2. https://en.wikipedia.org/wiki/Proton
  3. Bezginov, N.; Valdez, T.; Horbatsch, M.; Marsman, A.; Vutha, A. C.; Hessels, E. A. (2019-09-06). “A measurement of the atomic hydrogen Lamb shift and the proton charge radius”Science365 (6457): 1007–1012.
  4.  Xiong, W.; Gasparian, A.; Gao, H.; Dutta, D.; Khandaker, M.; Liyanage, N.; Pasyuk, E.; Peng, C.; Bai, X.; Ye, L.; Gnanvo, K. (November 2019). “A small proton charge radius from an electron–proton scattering experiment”. Nature575 (7781): 147–150
  5. Atac, H., Constantinou, M., Meziani, ZE. et al. Measurement of the neutron charge radius and the role of its constituents. Nat Commun 12, 1759 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-22028-z

 

 

 

Trending