La masa del protón, masa de protón, es 1.672 621 637 (83) x 10 -27 kg, o 938.272013 (23) MeV / c2, o 1.007 276 466 77 (10) u (es decir, unidades de masa atómica unificadas).
Las mediciones más precisas de la masa del protón provienen de experimentos con trampas Penning, que se utilizan para estudiar las propiedades de las partículas cargadas estables. Básicamente, la partícula en estudio está confinada por una combinación de campos magnéticos y eléctricos en una cámara evacuada, y su velocidad se reduce mediante una variedad de técnicas, como el enfriamiento por láser. Una vez atrapado, la relación masa-carga de un protón, deuterón (núcleo de un átomo de deuterio), molécula de hidrógeno cargada individualmente, etc. puede medirse con alta precisión, y a partir de ellos se estima la masa del protón.
Sería bueno si la masa de un protón observada experimentalmente fuera la misma que la derivada de la teoría. Pero, ¿cómo calcular cuál debería ser la masa de un protón, desde la teoría?
La teoría es la cromodinámica cuántica, o QCD para abreviar, y es la contraparte de fuerza fuerte de la electrodinámica cuántica (QED). Como el protón está formado por tres quarks, dos arriba y uno abajo, su masa es la masa de esos quarks y la masa de energía de unión. Este es un cálculo muy difícil de realizar, en parte porque hay muchas maneras en que los quarks y gluones en un protón interactúan, pero los resultados publicados concuerdan con el experimento dentro de un porcentaje o dos.
Más fundamentalmente, el protón tiene masa debido al bosón de Higgs ... al menos, lo hace de acuerdo con el muy exitoso Modelo Estándar de física de partículas. El único problema es que el bosón de Higgs aún no se ha detectado (¡el Gran Colisionador de Hadrones se construyó con la búsqueda del bosón de Higgs como un objetivo clave!).
¿Quieres saber el valor "oficial"? Echa un vistazo a CODATA. ¿Y cómo se compara la masa de protones con la masa del antiprotón? Haga clic aquí para descubrirlo! ¿Y cómo determinar la masa de protones a partir de los primeros principios (teóricos)? Este artículo del CNRS explica cómo.
Más para explorar, con las historias de la revista Space: ¿Nueva estimación para la masa del bosón de Higgs, las leyes de la naturaleza son las mismas en todas partes del universo? unos para empezar.
Episodios del elenco de astronomía Las fuerzas nucleares fuertes y débiles, el gran colisionador de hadrones y la búsqueda del bosón de Higgs, y Inside the Atom te darán más información sobre la masa de protones; échales un vistazo!
Fuentes:
Newton pregunta a un científico
Wikipedia
