La masse du proton, la masse du proton, est de 1,672 621 637 (83) x 10 -27 kg, ou 938.272013 (23) MeV / c2, ou 1,007 276 466 77 (10) u (ce sont des unités de masse atomique unifiées).
Les mesures les plus précises de la masse du proton proviennent d'expériences impliquant des pièges de Penning, qui sont utilisées pour étudier les propriétés des particules chargées stables. Fondamentalement, la particule à l'étude est confinée par une combinaison de champs magnétiques et électriques dans une chambre évacuée, et sa vitesse réduite par une variété de techniques, telles que le refroidissement laser. Une fois piégé, le rapport masse / charge d'un proton, du deutéron (noyau d'un atome de deutérium), d'une molécule d'hydrogène chargée individuellement, etc. peut être mesuré avec une grande précision, et à partir de ceux-ci, la masse du proton estimée.
Ce serait bien si la masse d'un proton observée expérimentalement était la même que celle dérivée de la théorie. Mais comment déterminer ce que devrait être la masse d'un proton, à partir de la théorie?
La théorie est la chromodynamique quantique, ou QCD pour faire court, et est la contrepartie de la force forte de l'électrodynamique quantique (QED). Comme le proton est composé de trois quarks - deux vers le haut et un vers le bas - sa masse est la masse de ces quarks et la masse de l'énergie de liaison. C'est un calcul très difficile à effectuer, en partie parce qu'il y a tellement de façons dont les quarks et les gluons dans un proton interagissent, mais les résultats publiés concordent avec l'expérience à un ou deux pour cent près.
Plus fondamentalement, le proton a une masse à cause du boson de Higgs… du moins, il le fait selon le modèle standard très réussi de la physique des particules. Le seul problème est que le boson de Higgs n'a pas encore été détecté (le grand collisionneur de hadrons a été construit avec la recherche du boson de Higgs comme objectif clé!).
Vous voulez connaître la valeur «officielle»? Découvrez CODATA. Et comment la masse du proton se compare-t-elle à la masse de l'anti-proton? Cliquez ici pour en savoir plus! Et comment déterminer la masse de protons à partir des premiers principes (théoriques)? Cet article du CNRS explique comment.
Plus à explorer, avec les histoires de Space Magazine: Nouvelle estimation de la masse du boson de Higgs, les lois de la nature sont-elles les mêmes partout dans l'univers?, Et Oubliez les étoiles à neutrons, les étoiles Quark pourraient être les corps les plus denses de l'univers sont trois bons ceux pour vous aider à démarrer.
Les épisodes du casting d'astronomie Les forces nucléaires fortes et faibles, le grand collisionneur de hadrons et la recherche du boson de Higgs, et à l'intérieur de l'atome vous donneront plus d'informations sur la masse de protons; Vérifie-les!
Sources:
Newton Demandez à un scientifique
Wikipédia
