নিউক্লিয়াস প্রোটন, নিউট্রন নিয়ে গঠিত। বোহরের মডেলে, ইলেক্ট্রনগুলি বৃত্তাকার কক্ষপথে নিউক্লিয়াসের চারপাশে ঘোরে, যেমন পৃথিবী সূর্যের চারদিকে ঘোরে। ইলেক্ট্রন এই স্তরগুলির মধ্যে স্থানান্তর করতে পারে, এবং যখন তারা তা করে, তারা হয় একটি ফোটন শোষণ করে বা একটি ফোটন নির্গত করে। একটি প্রোটনের আকার কত এবং এটি কি?
দৃশ্যমান মহাবিশ্বের প্রধান বিল্ডিং ব্লক
প্রোটন হল দৃশ্যমান মহাবিশ্বের মৌলিক বিল্ডিং ব্লক, কিন্তু এর অনেক বৈশিষ্ট্য, যেমন এর চার্জ ব্যাসার্ধ এবং এর অস্বাভাবিক চৌম্বকীয় মুহূর্ত, ভালভাবে বোঝা যায় না। প্রোটন কি? এটি একটি ইতিবাচক বৈদ্যুতিক চার্জ সহ একটি উপ-পরমাণু কণা। সম্প্রতি পর্যন্ত, প্রোটনকে ক্ষুদ্রতম কণা হিসাবে বিবেচনা করা হত। যাইহোক, নতুন প্রযুক্তির জন্য ধন্যবাদ, সত্যটি জানা গেছে যে প্রোটনের মধ্যে আরও ছোট উপাদান রয়েছে, কোয়ার্ক নামক কণা, পদার্থের আসল মৌলিক কণা। একটি অস্থির নিউট্রনের ফলে একটি প্রোটন গঠিত হতে পারে৷
চার্জ
একটি প্রোটনের কী বৈদ্যুতিক চার্জ থাকে? সে+1 প্রাথমিক চার্জের চার্জ রয়েছে, যা "e" অক্ষর দ্বারা চিহ্নিত করা হয় এবং 1874 সালে জর্জ স্টনি আবিষ্কার করেছিলেন। প্রোটনের একটি ধনাত্মক চার্জ (বা 1e), ইলেকট্রনের একটি ঋণাত্মক চার্জ (-1 বা -e) আছে এবং নিউট্রনের কোনো চার্জ নেই এবং এটি 0e চিহ্নিত করা যেতে পারে। 1 প্রাথমিক চার্জ 1.602 × 10 -19 কুলম্বের সমান। কুলম্ব হল এক প্রকার বৈদ্যুতিক চার্জের একক এবং এটি এক অ্যাম্পিয়ারের সমতুল্য যা প্রতি সেকেন্ডে স্থিরভাবে পরিবাহিত হয়।
প্রোটন কি?
আপনি যা স্পর্শ করতে এবং অনুভব করতে পারেন তা পরমাণু দিয়ে তৈরি। একটি পরমাণুর কেন্দ্রের অভ্যন্তরে এই ক্ষুদ্র কণাগুলোর আকার খুবই ছোট। যদিও তারা একটি পরমাণুর বেশিরভাগ ওজন তৈরি করে, তবুও তারা খুব ছোট। প্রকৃতপক্ষে, যদি একটি পরমাণু একটি ফুটবল মাঠের আকার হয়, তবে এর প্রতিটি প্রোটন শুধুমাত্র একটি পিঁপড়ার আকারের হবে। প্রোটনগুলিকে পরমাণুর নিউক্লিয়াসের মধ্যে সীমাবদ্ধ করা উচিত নয়। প্রোটন যখন পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের বাইরে থাকে, তারা একই পরিস্থিতিতে নিউট্রনের মতোই আকর্ষণীয়, উদ্ভট এবং সম্ভাব্য বিপজ্জনক বৈশিষ্ট্য গ্রহণ করে।
কিন্তু প্রোটনের একটি অতিরিক্ত বৈশিষ্ট্য রয়েছে। যেহেতু তারা একটি বৈদ্যুতিক চার্জ বহন করে, তারা বৈদ্যুতিক বা চৌম্বক ক্ষেত্র দ্বারা ত্বরান্বিত হতে পারে। উচ্চ-গতিসম্পন্ন প্রোটন এবং তাদের ধারণকারী পারমাণবিক নিউক্লিয়াস সৌর শিখার সময় প্রচুর পরিমাণে মুক্তি পায়। কণাগুলি পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্রের দ্বারা ত্বরান্বিত হয়, যার ফলে আয়নোস্ফিয়ারিক ব্যাঘাত ঘটে যা ভূ-চৌম্বকীয় ঝড় হিসাবে পরিচিত৷
প্রোটনের সংখ্যা, আকার এবং ভর
প্রোটনের সংখ্যা প্রতিটি পরমাণুকে অনন্য করে তোলে। উদাহরণ স্বরূপ, অক্সিজেনের আছে আটটি, হাইড্রোজেনের আছে মাত্র একটি এবং সোনার আছে ৭৯টি। এই সংখ্যাটি উপাদানটির পরিচয়ের অনুরূপ। একটি পরমাণুর প্রোটনের সংখ্যা জেনে আপনি তার সম্পর্কে অনেক কিছু জানতে পারবেন। প্রতিটি পরমাণুর নিউক্লিয়াসে পাওয়া এই উপ-পরমাণু কণাটির একটি ইতিবাচক বৈদ্যুতিক চার্জ উপাদানটির ইলেক্ট্রনের সমান এবং বিপরীত। এটিকে বিচ্ছিন্ন করা হলে, এটির ভর হবে মাত্র 1.673-27 kg, নিউট্রনের ভরের চেয়ে সামান্য কম।
একটি মৌলের নিউক্লিয়াসে প্রোটনের সংখ্যাকে পারমাণবিক সংখ্যা বলে। এই সংখ্যা প্রতিটি উপাদানকে তার অনন্য পরিচয় দেয়। কোনো নির্দিষ্ট মৌলের পরমাণুতে, নিউক্লিয়াসে প্রোটনের সংখ্যা সবসময় একই থাকে। একটি সাধারণ হাইড্রোজেন পরমাণুর একটি নিউক্লিয়াস থাকে, যা মাত্র 1টি প্রোটন নিয়ে গঠিত। অন্যান্য সমস্ত উপাদানের নিউক্লিয়াসে প্রায় সবসময় প্রোটন ছাড়াও নিউট্রন থাকে।
একটি প্রোটন কত বড়?
কেউ নিশ্চিতভাবে জানে না, এবং এটাই সমস্যা। পরীক্ষায় প্রোটনের আকার পেতে পরিবর্তিত হাইড্রোজেন পরমাণু ব্যবহার করা হয়েছে। এটি একটি সাবএটমিক রহস্য যার বড় প্রভাব রয়েছে। পদার্থবিজ্ঞানীরা প্রোটনের আকারের পরিমাপ খুব ছোট বলে ঘোষণা করার ছয় বছর পর, বিজ্ঞানীরা এখনও সঠিক আকার সম্পর্কে অনিশ্চিত। যত বেশি তথ্য বেরিয়ে আসছে, ততই রহস্য ঘনীভূত হচ্ছে।
প্রোটন হল পরমাণুর নিউক্লিয়াসের ভিতরের কণা। বহু বছর ধরে, প্রোটনের ব্যাসার্ধ প্রায় 0.877 ফেমটোমিটারে স্থির বলে মনে হচ্ছে। কিন্তু 2010 সালে, Quantum ইনস্টিটিউট থেকে Randolph Paulতাদের অপটিক্স। জার্মানির গার্চিং-এ ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক একটি নতুন পরিমাপ কৌশল ব্যবহার করে উদ্বেগজনক প্রতিক্রিয়া পেয়েছেন৷
মিউন নামক একটি ভারী কণাতে একটি ইলেকট্রন পরিবর্তন করে দলটি একটি হাইড্রোজেন পরমাণুর একটি প্রোটন, একটি ইলেক্ট্রন গঠন পরিবর্তন করেছে। তারা তখন এই পরিবর্তিত পরমাণুকে লেজার দিয়ে প্রতিস্থাপন করে। তাদের শক্তির স্তরের ফলে পরিবর্তন পরিমাপ করা তাদের প্রোটন নিউক্লিয়াসের আকার গণনা করার অনুমতি দেয়। তাদের আশ্চর্যের জন্য, এটি অন্যান্য উপায়ে পরিমাপকৃত ঐতিহ্যগত মানের চেয়ে 4% কম বেরিয়ে এসেছে। র্যান্ডলফের পরীক্ষাটি ডিউটেরিয়ামেও নতুন কৌশল প্রয়োগ করেছিল - হাইড্রোজেনের একটি আইসোটোপ যার একটি প্রোটন এবং একটি নিউট্রন রয়েছে, যা সম্মিলিতভাবে ডিউটরন নামে পরিচিত - এর নিউক্লিয়াসে। তবে, ডিউটরনের আকার সঠিকভাবে গণনা করতে অনেক সময় লেগেছে।
নতুন পরীক্ষা
নতুন ডেটা দেখায় প্রোটন ব্যাসার্ধের সমস্যা রয়ে গেছে। Randolph Paul এবং অন্যদের গবেষণাগারে আরও কয়েকটি পরীক্ষা ইতিমধ্যে চলছে। কেউ কেউ হিলিয়ামের মতো ভারী পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের আকার পরিমাপ করতে একই মিউন কৌশল ব্যবহার করে। অন্যরা একই সাথে মিউন এবং ইলেকট্রনের বিক্ষিপ্ততা পরিমাপ করে। পল সন্দেহ করেন যে অপরাধী প্রোটন নিজেই নাও হতে পারে, কিন্তু রাইডবার্গ ধ্রুবকের একটি ভুল পরিমাপ, একটি সংখ্যা যা একটি উত্তেজিত পরমাণু দ্বারা নির্গত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যকে বর্ণনা করে। কিন্তু এই ধ্রুবকটি অন্যান্য নির্ভুলতা পরীক্ষার মাধ্যমে সুপরিচিত৷
আরেকটি ব্যাখ্যা নতুন কণার প্রস্তাব করে যা ইলেক্ট্রনের সাথে তার বন্ধন পরিবর্তন না করে একটি প্রোটন এবং একটি মিউনের মধ্যে অপ্রত্যাশিত মিথস্ক্রিয়া ঘটায়। এর অর্থ হতে পারে যে ধাঁধাটি আমাদেরকে পদার্থবিজ্ঞানের আদর্শ মডেলের বাইরে নিয়ে যায়।কণা "ভবিষ্যতে যদি কোনো সময়ে কেউ স্ট্যান্ডার্ড মডেলের বাইরে কিছু আবিষ্কার করে, তাহলে সেটাই হবে," পল বলেন, প্রথমে একটি ছোট অসঙ্গতি, তারপরে আরেকটি এবং আরেকটি, ধীরে ধীরে আরও বড় পরিবর্তন তৈরি করে৷ একটি প্রোটনের প্রকৃত আকার কত? নতুন ফলাফল পদার্থবিদ্যার অন্তর্নিহিত তত্ত্বকে চ্যালেঞ্জ করে।
ফ্লাইট পথে প্রোটন ব্যাসার্ধের প্রভাব গণনা করে, গবেষকরা প্রোটন কণার ব্যাসার্ধ অনুমান করতে সক্ষম হন, যার পরিমাণ ছিল 0.84184 ফেমটোমিটার। পূর্বে, এই সূচকটি প্রায় 0.8768 থেকে 0.897 ফেমটোমিটারে ছিল। এই ধরনের ক্ষুদ্র পরিমাণ বিবেচনা করার সময়, ত্রুটির জন্য সবসময় জায়গা থাকে। যাইহোক, 12 বছরের পরিশ্রমী প্রচেষ্টার পরে, দলের সদস্যরা তাদের পরিমাপের নির্ভুলতায় আত্মবিশ্বাসী। এই তত্ত্বটি কিছুটা পরিবর্তনের প্রয়োজন হতে পারে, তবে উত্তর যাই হোক না কেন, পদার্থবিদরা এই কঠিন কাজটিতে তাদের মাথা আঁচড়াবেন দীর্ঘ সময়ের জন্য।
