প্ৰ'টন

প্ৰ'টন হৈছে এটা সুস্থিৰ উপপাৰমাণৱিক কণা (চিহ্ন- , H+, বা 1H+) যাৰ ধনাত্মক বৈদ্যুতিক আধান +১ e (মৌলিক আধান)। ইয়াৰ ভৰ নিউট্ৰনৰ ভৰৰ তুলনাত সামান্য কম আৰু ইলেকট্ৰনৰ ভৰৰ প্ৰায় ১৮৩৬ গুণ (প্ৰ’টন-ইলেকট্ৰন ভৰৰ অনুপাত)। প্ৰ'টন আৰু নিউট্ৰন, উভয়ৰে ভৰ প্ৰায় এক পাৰমাণৱিক ভৰ একক। পৰমাণুৰ নিউক্লিয়াছৰ অভ্যন্তৰত থকা বাবে এই দুয়োটা কণাক যৌথভাৱে নিউক্লিয়ন বুলি কোৱা হয়।

প্ৰতিটো পৰমাণুৰ নিউক্লিয়াছত এটা বা ততোধিক প্ৰ'টন উপস্থিত থাকে। ইহঁতে স্থিৰবৈদ্যুতিক কেন্দ্ৰীয় বলৰ জৰিয়তে পৰমাণু এটাৰ ইলেক্ট্ৰনবোৰক বান্ধি ৰাখে। নিউক্লিয়াছত থকা প্ৰ'টনৰ সংখ্যা এটা মৌলৰ সংজ্ঞায়িত ধৰ্ম, আৰু ইয়াক পাৰমাণিৱক সংখ্যা বুলি কোৱা হয় (Z চিহ্নৰে সূচায়)। যিহেতু প্ৰতিটো মৌলক ইয়াৰ নিউক্লিয়াছত থকা প্ৰ’টনৰ সংখ্যাৰ দ্বাৰা চিনাক্ত কৰা হয়, গতিকে প্ৰতিটো মৌলৰ নিজস্ব পাৰমাণৱিক সংখ্যা থাকে, যিয়ে পাৰমাণৱিক ইলেকট্ৰনৰ সংখ্যা আৰু ফলস্বৰূপে মৌলটোৰ ৰাসায়নিক বৈশিষ্ট্য নিৰ্ণয় কৰে।

বিৱৰণ

প্ৰ’টনবোৰ -১/২⁠ স্পিনযুক্ত ফাৰ্মিয়ন। তিনিটা যোজ্য কোৱাৰ্কেৰে গঠিত বাবে ইয়াক বেৰিয়ন (হেড্ৰনৰ এটা উপভাগ) বুলি কোৱা হয়। প্ৰ'টনৰ দুটা আপ (u) কোৱাৰ্ক আৰু এটা ডাউন কোৱাৰ্কক (d) সবল নিউক্লীয় বলে একেলগে বান্ধি ৰাখে, আৰু এইক্ষেত্ৰত গ্লুৱন নামৰ কণাটোৱে বিনিময় কণা হিচাপে কাম কৰে। আধুনিক দৃষ্টিভংগীত প্ৰ'টনবোৰ যোজ্য কোৱাৰ্ক (আপ, আপ, ডাউন), গ্লুৱন আৰু সমুদ্ৰ কোৱাৰ্কৰ ক্ষণস্থায়ী যোৰেৰে গঠিত। প্ৰ’টনৰ ধনাত্মক আধান বিতৰণ থাকে, যিটো ইয়াৰ কেন্দ্ৰৰ পৰা প্ৰায় ঘাতীয়ভাৱে কমি যায়। ইয়াৰ বৰ্গমূলীয় গড় বৰ্গ (root mean square) আধান ব্যাসাৰ্ধ প্ৰায় ০.৮ ফেমট'মিটাৰ।

প্ৰ'টন আৰু নিউট্ৰন - দুয়োটা নিউক্লিয়ন, অৰ্থাৎ পৰমাণুৰ নিউক্লিয়াছৰ অংশ। দুয়োবিধ কণিকা সবল নিউক্লীয় বলৰ দ্বাৰা একেলগে বান্ধ খাই পাৰমাণৱিক নিউক্লিয়াছ গঠন কৰে। হাইড্ৰ'জেন পৰমাণুৰ আটাইতকৈ সাধাৰণ সমস্থানিকৰ নিউক্লিয়াছটো (ৰাসায়নিক চিহ্ন "H") এটা মাত্ৰ প্ৰ'টনেৰে গঠিত। গধুৰ হাইড্ৰ'জেন সমস্থানিক ডিউটেৰিয়াম আৰু ট্ৰিটিয়ামৰ নিউক্লিয়াছত এটা প্ৰ'টনৰ সৈতে ক্ৰমে এটা আৰু দুটা নিউট্ৰন বান্ধ খাই থাকে। বাকী সকলো ধৰণৰ পাৰমাণৱিক নিউক্লিয়াছ দুটা বা তাতকৈ অধিক প্ৰ’টন আৰু বিভিন্ন সংখ্যক নিউট্ৰনেৰে গঠিত।

উৎস

প্ৰতিটো পৰমাণুৰ নিউক্লিয়াছত এটা বা ততোধিক প্ৰ’টন বান্ধোনত আৱদ্ধ হৈ থাকে। মুক্ত প্ৰ’টনবোৰ এনে কিছুমান পৰিস্থিতিত প্ৰাকৃতিকভাৱে পোৱা যায় য’ত শক্তি বা উষ্ণতা অতি বেছি হোৱা বাবে প্ৰ'টনবোৰ ইলেকট্ৰনৰ পৰা পৃথক হৈ পৰে, কাৰণ প্ৰ'টন আৰু ইলেকট্ৰনৰ মাজত সাধাৰণতে এক আকৰ্ষণ থাকে। প্লাজমাত উষ্ণতা অতি বেছি বাবে প্ৰ'টন ইলেকট্ৰনৰ সৈতে সংযুক্ত হ'ব নোৱাৰে আৰু এইবোৰ মুক্ত অৱস্থাত পোৱা যায়।^১ মহাজাগতিক ৰশ্মিৰ ৯০% উপাদানেই উচ্চ শক্তি আৰু বেগৰ মুক্ত প্ৰ'টন, যিবোৰ আন্তঃনক্ষত্ৰীয় মাধ্যমৰ মাজেৰে চৌদিশে বিয়পি পৰে।^২ কিছুমান বিৰল তেজস্ক্ৰিয় ক্ষয়ত পৰমাণুৰ নিউক্লিয়াছৰ পৰা পোনপটীয়াকৈ মুক্ত প্ৰ'টন নিৰ্গত হয়।^৩ মুক্ত নিউট্ৰনৰ তেজস্ক্ৰিয় ক্ষয়ৰ ফলতো প্ৰ'টনৰো সৃষ্টি হয় (ইলেকট্ৰন আৰু এণ্টিনিউট্ৰিন'ৰ সৈতে), যিবোৰ অস্থিৰ।^৪

সুস্থিৰতা

মুক্ত প্ৰ’টনৰ কেতিয়াও স্বতঃস্ফূৰ্ত ক্ষয় হোৱা দেখা নাযায়। সেয়ে মানক আৰ্হি অনুসৰি প্ৰ'টনক সুস্থিৰ কণা বুলি গণ্য কৰা হয়। কিন্তু কণা পদাৰ্থ বিজ্ঞানৰ কিছুমান গ্ৰেণ্ড ইউনিফাইড তত্ত্বই (GUT) ভৱিষ্যদ্বাণী কৰে যে ১০৩১ আৰু ১০৩৬ বছৰৰ মাজৰ জীৱনকাল এটাৰ সৈতে প্ৰ'টনৰ ক্ষয় হ’ব লাগে। পৰীক্ষামূলক অনুসন্ধানত স্বীকাৰ্য হিচাপে লোৱা বিভিন্ন ক্ষয় উৎপাদকৰ বাবে প্ৰ’টনৰ গড় আয়ুসৰ ওপৰত নিম্ন সীমা স্থাপন কৰা হৈছে।

জাপানৰ ছুপাৰ-কামিঅ’কাণ্ডে সংসূচকত কৰা পৰীক্ষাত এটা এন্টিমিৱন আৰু এটা নিৰপেক্ষ পায়নলৈ ক্ষয়ৰ বাবে প্ৰ’টনৰ গড় জীৱনকালৰ নিম্ন সীমা দিয়া হৈছিল ৬.৬ × ১০৩৩ বছৰ, আৰু পজিট্ৰন আৰু নিৰপেক্ষ পায়নলৈ ক্ষয়ৰ বাবে নিম্ন সীমা দিয়া হৈছিল ৮.২ × ১০৩৩ বছৰ। কানাডাৰ ছাডবেৰী নিউট্ৰিন' নিৰীক্ষণ কেন্দ্ৰত কৰা আন এটা পৰীক্ষাত অক্সিজেন-১৬ৰ পৰা প্ৰ'টনৰ ক্ষয়ৰ ফলত হোৱা অৱশিষ্ট নিউক্লিয়াছত গামা ৰশ্মিৰ সন্ধান কৰা হৈছিল। এই পৰীক্ষাটো যিকোনো পদাৰ্থলৈ হোৱা ক্ষয় ধৰা পেলাবলৈ পৰিকল্পনা কৰা হৈছিল, আৰু প্ৰ'টনৰ জীৱনকালৰ নিম্ন সীমা পাইছিল ২.১ × ১০২৯ বছৰ।

কিন্তু ইলেকট্ৰন জব্দকৰণ প্ৰক্ৰিয়াৰ জৰিয়তে (ইয়াক পৰাবৰ্তনীয় বিটা ক্ষয় বুলিও কোৱা হয়) প্ৰ’টন নিউট্ৰনলৈ ৰূপান্তৰিত হোৱা বুলি জনা যায়। মুক্ত প্ৰ’টনৰ বাবে এই প্ৰক্ৰিয়া স্বতঃস্ফূৰ্তভাৱে নহয়, কিন্তু শক্তি যোগান ধৰিলে এই প্ৰক্ৰিয়াটো হ'ব পাৰে। সমীকৰণটো হ’ল: + → +

প্ৰক্ৰিয়াটো পৰাবৰ্তনীয়; নিউট্ৰনে বিটা ক্ষয়ৰ জৰিয়তে পুনৰ প্ৰ'টনলৈ ৰূপান্তৰিত হ'ব পাৰে, যিটো তেজস্ক্রিয় ক্ষয়ৰ এটা সাধাৰণ ৰূপ। আচলতে এটা মুক্ত নিউট্ৰন এইদৰে ক্ষয় হয়, যাৰ গড় জীৱনকাল প্ৰায় ১৫ মিনিট। বিটা প্লাছ ক্ষয়ৰ (β+ ক্ষয়) জৰিয়তেও প্ৰ'টন নিউট্ৰনলৈ ৰূপান্তৰ হ’ব পাৰে।

আধান ব্যাসাৰ্ধ

CODATAৰ দ্বাৰা অনুমোদিত প্ৰ’টনৰ আধান ব্যাসাৰ্ধৰ মান হ’ল ৮.৪০৭৫(৬৪) × ১০-১৬ মিটাৰ। প্ৰ'টনৰ ব্যাসাৰ্ধ যিটো সূত্ৰৰ দ্বাৰা সংজ্ঞায়িত কৰা হয় তাক কোৱাণ্টাম বিদ্যুৎগতিবিদ্যাৰ দ্বাৰা গণনা কৰিব পাৰি, আৰু পৰমাণু বৰ্ণালীবিজ্ঞান বা ইলেকট্ৰন–প্ৰ'টন বিকিৰণৰ পৰা ইয়াৰ মান আহৰণ কৰিব পাৰি। সূত্ৰটোত প্ৰ’টনৰ দ্বিমাত্ৰিক পাৰ্টন ব্যাসৰ সৈতে জড়িত এটা ৰূপ-কাৰক জড়িত হৈ থাকে।^৫

২০১০ চনৰ আগৰ এটা মান প্ৰ'টনৰ পৰা বিক্ষেপিত ইলেকট্ৰন আৰু তাৰ পিছত গতিবেগ-স্থানান্তৰ প্ৰস্থচ্ছেদৰ বাবে ৰ'জেনব্লুথ সমীকৰণৰ ওপৰত নিৰ্ভৰশীল বিক্ষেপণ প্ৰস্থচ্ছেদ জড়িত জটিল গণনাৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি, আৰু হাইড্ৰ'জেন আৰু ডিউটেৰিয়ামৰ পাৰমাণৱিক শক্তি স্তৰৰ অধ্যয়নৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি নিৰূপণ কৰা হৈছিল। ২০১০ চনত এটা আন্তঃৰাষ্ট্ৰীয় গৱেষণা দলে মিৱনিক হাইড্ৰ'জেনত (প্ৰ’টন আৰু ঋণাত্মক আধানযুক্ত মিৱনৰ দ্বাৰা নিৰ্মিত অগতানুগতিক পৰমাণু) লেম্ব স্থানান্তৰৰ জৰিয়তে প্ৰ’টনৰ আধান ব্যাসাৰ্ধৰ জোখ প্ৰকাশ কৰে। যিহেতু মিৱন ইলেক্ট্ৰনতকৈ ২০০ গুণ গধুৰ, তাৰ ফলত এটা সৰু পাৰমাণৱিক কক্ষপথৰ সৃষ্টি হয়, গতিকে ই প্ৰ'টনৰ আধান ব্যাসাৰ্ধৰ প্ৰতি বহুত বেছি সংবেদনশীল আৰু এইদৰে অধিক নিখুঁত জোখৰ সুযোগ দিয়ে। পৰৱৰ্তী সময়ত উন্নত বিক্ষেপণ প্ৰক্ৰিয়া আৰু ইলেকট্ৰন-বৰ্ণালীবিজ্ঞানৰ পৰা আহৰণ কৰা জোখ-মাখ নতুন সৰু ব্যাসাৰ্ধটোৰ সৈতে খাপ খাইছে। এই নতুন মানটো পৰিশোধন আৰু পৰীক্ষা কৰাৰ কাম অব্যাহত আছে।^৬

সাধাৰণ পদাৰ্থৰ সৈতে মুক্ত প্ৰ’টনৰ আন্তঃক্ৰিয়া

যদিও বিপৰীত আধানযুক্ত ইলেকট্ৰনৰ প্ৰতি প্ৰ'টনৰ আসক্তি থাকে, এইটো তুলনামূলকভাৱে কম শক্তিৰ আন্তঃক্ৰিয়া আৰু সেয়েহে মুক্ত প্ৰ'টনে ইলেকট্ৰনৰ সৈতে ঘনিষ্ঠভাৱে জড়িত আৰু বান্ধ খাবলৈ পৰ্যাপ্ত বেগ (আৰু গতি শক্তি) হেৰুৱাব লাগিব। উচ্চ শক্তিৰ প্ৰ'টনে সাধাৰণ পদাৰ্থ অতিক্ৰম কৰোতে পাৰমাণৱিক নিউক্লিয়াছৰ সৈতে সংঘৰ্ষৰ ফলত আৰু পৰমাণুৰ আয়নীকৰণৰ ফলত (ইলেকট্ৰন আঁতৰাই) শক্তি হেৰুৱাই গৈ থাকে যেতিয়ালৈকে ইহঁতৰ গতি পৰমাণুৰ ইলেকট্ৰন ডাৱৰে ধৰি ৰাখিব পৰাকৈ যথেষ্ট লেহেমীয়া নহয়।

কিন্তু ইলেকট্ৰনৰ সৈতে এনেদৰে বান্ধি ৰখা প্ৰ’টনৰ চৰিত্ৰ সলনি নহয়, আৰু ই প্ৰ’টন হৈয়েই থাকে। সাধাৰণ পদাৰ্থসমূহত (যেনে পৰমাণুৰ ইলেকট্ৰন) উপস্থিত থকা যিকোনো ইলেকট্ৰনৰ প্ৰতি কম শক্তিসম্পন্ন মুক্ত প্ৰ’টনৰ আকৰ্ষণৰ ফলত মুক্ত প্ৰ’টন ৰৈ যায় আৰু পৰমাণুৰ সৈতে নতুন ৰাসায়নিক বান্ধনি গঠন হয়। এনে বান্ধনি যিকোনো যথেষ্ট "ঠাণ্ডা" উষ্ণতাত (অৰ্থাৎ সূৰ্য্যৰ পৃষ্ঠৰ উষ্ণতাৰ সৈতে তুলনাযোগ্য) আৰু যিকোনো ধৰণৰ পৰমাণুৰ সৈতে ঘটে। এইদৰে যিকোনো ধৰণৰ সাধাৰণ (অ-প্লাজমা) পদাৰ্থৰ সৈতে হোৱা আন্তঃক্ৰিয়াত নিম্নবেগী মুক্ত প্ৰ’টন মুক্ত হৈ নাথাকে, বৰঞ্চ সংস্পৰ্শলৈ অহা যিকোনো পৰমাণু বা অণুৰ ইলেকট্ৰনৰ প্ৰতি আকৰ্ষিত হয়, যাৰ ফলত প্ৰ’টন আৰু অণু একত্ৰিত হয়। তেতিয়া এনে অণুবোৰক "প্ৰ'টনযুক্ত" (protonated) বুলি কোৱা হয়, আৰু ৰাসায়নিকভাৱে ইহঁত কেৱল হাইড্ৰ'জেনৰ যৌগ, প্ৰায়ে ধনাত্মক আধানযুক্ত। ফলত প্ৰায়ে ইহঁত ব্ৰনষ্টেড এচিড হৈ পৰে। উদাহৰণস্বৰূপে, পানীত পানীৰ অণুৱে ধৰি লোৱা এটা প্ৰ'টন হাইড্ৰ'নিয়াম হৈ পৰে, যিটো জলীয় কেটায়ন H3O+ হিচাপে পৰিচিত।

এণ্টিপ্ৰ'টন

চিপিটি-প্ৰতিসমতাই কণা আৰু প্ৰতিকণাসমূহৰ আপেক্ষিক ধৰ্মৰ ওপৰত প্ৰবল বাধা আৰোপ কৰে, আৰু সেয়েহে এই ক্ষেত্ৰখন এতিয়াও কঠোৰ পৰীক্ষাৰ বাবে মুকলি। উদাহৰণস্বৰূপে, প্ৰ’টন আৰু এন্টিপ্ৰ’টনৰ আধানযোগফল হুবহু শূন্য হ’ব লাগিব। এই সমতাটো ১০৮ ভাগৰ এভাগলৈ সঠিক বুলি পৰীক্ষা কৰা হৈছে। ইহঁতৰ ভৰৰ সমতাও ১০৮ ভাগৰ এভাগতকৈ বেছি ভাল বুলি পৰীক্ষা কৰা হৈছে। এন্টিপ্ৰ'টনক পেনিং ফান্দত ধৰি ৰাখি প্ৰ'টন আৰু এন্টিপ্ৰ'টনৰ আধান-ভৰ অনুপাতৰ সমতা ৬ × ১০৯ ভাগৰ এভাগলৈ পৰীক্ষা কৰা হৈছে। এন্টিপ্ৰ'টনৰ চুম্বকীয় ভ্ৰামকৰ মান ৮ × ১০−৩ নিউক্লিয়াৰ ব'ৰ মেগনেটন ত্ৰুটিসহিতে জুখিব পৰা গৈছে, আৰু এই মান প্ৰ'টনৰ সমান আৰু বিপৰীত বুলি পোৱা গৈছে।^৭