プロトン
プロトン
陽子の価クォーク含有量。個々のクォークの色は任意ですが、3色すべてが存在している必要があります。クォーク間の力はグルーオンによって媒介されます。
分類バリオン
構成アップクォーク2個（u）、ダウンクォーク1個（d）
統計フェルミオン
家族ハドロン
相互作用重力、電磁気、弱い、強い
シンボルp、p+、N+、1 1H+
反粒子反陽子
理論化されたウィリアム・プラウト（1815）
発見したオイゲン・ゴールドシュタイン（1886年）によってH +として観測された。アーネスト・ラザフォード（1917～1920年）によって他の原子核でも同定（命名）された。
質量1.672 621 925 95 (52) × 10 −27  kg ‍ [1 ]1.007 276 466 5789 (83) ダ[2 ]938.272 089 43 (29)  MeV/ c 2 ‍ [3 ]
平均寿命>0.96 × 10 30 年[ 4 ]（安定）
電荷+1  e
チャージ半径0.840 75 (64)  fm [ 5 ]
電気双極子モーメント<2.1 × 10 −25  e ⋅cm [ 6 ]
電気分極率0.001 12 (4) fm 3
磁気モーメント1.410 606 795 45 (60) × 10 −26  J⋅T −1 ‍ [7 ]0.001 521 032 202 30 (45)  μ B [ 8 ]2.792 847 344 63 (82)  μ N [ 9 ]
磁気分極率1.9(5) × 10 −4  fm 3
スピン⁠1/2⁠  ħ
アイソスピン⁠1/2⁠
パリティ+1
要約私( J P ) = ⁠1/2⁠（⁠1/2⁠ + )

陽子は、正電荷+  1e（素電荷）を持つ安定した素粒子で、記号はp、H +、または1 H +です。その質量は中性子の質量よりわずかに小さく、約電子の質量の1836倍（陽子と電子の質量比）。陽子と中性子はそれぞれ約1ダルトンの質量を持ち、合わせて核子（原子核に存在する粒子） と呼ばれます。

すべての原子の核には、1つまたは複数の陽子が存在します。陽子は、原子電子を束縛する静電中心引力を発揮します。核内の陽子の数は元素を定義する性質であり、原子番号（記号Zで表される）と呼ばれます。各元素は核内の陽子の数によって識別されるため、各元素には固有の原子番号があり、原子番号によって原子電子の数、ひいては元素の独自性と化学的性質が決まります。

陽子という言葉はギリシャ語で「最初の」を意味し、1920年にアーネスト・ラザフォードによって水素原子核にその名前が付けられました。それ以前に、ラザフォードは、水素原子核（最も軽い原子核として知られている）が原子衝突によって窒素原子核から抽出できることを発見していました。[ 10 ]そのため、陽子は基本粒子または素粒子の候補となり、窒素やその他の重い原子核の構成要素となります。

陽子はもともと素粒子と考えられていましたが、現代の素粒子物理学の標準モデルでは、陽子は3つの価クォークを含む複合粒子であることが知られており、中性子とともにハドロンに分類されています。陽子は2つのアップクォーク（電荷+ ）で構成されています。2/3⁠ eそれぞれと、電荷のダウンクォーク1個 − ⁠1/3⁠ e。クォークの残り質量は陽子の質量の約1%にしか寄与しません。[ 11 ]陽子の残りの質量は量子色力学の結合エネルギーによるもので、これにはクォークの運動エネルギーと、クォークを束縛するグルーオン場のエネルギーが含まれます。陽子の電荷半径は約0.841  fmですが、2種類の異なる測定方法ではわずかに異なる値が得られます。[ 12 ]

温度と運動エネルギーが十分に低い場合、自由陽子は通過するあらゆる物質内の 電子と結合します。

自由陽子は、陽子線治療やさまざまな素粒子物理学の実験用の加速器に日常的に使用されており、最も強力な例は大型ハドロン衝突型加速器です。

説明

物理学における未解決問題
クォークとグルーオンはどのようにして陽子のスピンを運ぶのでしょうか?
物理学におけるさらなる未解決問題

陽子はスピン- ⁠1/2⁠フェルミオンは3つの価クォークで構成され、 [ 13 ]重粒子（ハドロンの一種になります陽子の2つのアップクォークと1つのダウンクォークは、グルーオンを介した強い力によって結合しています。 [ 14 ]：21–22 現代的な観点では、陽子は価クォーク（アップ、アップ、ダウン）、グルーオン、および一時的な海クォーク対で構成されています。陽子は正の電荷分布を持ち、それは約0.8 fmの二乗平均平方根電荷半径で、ほぼ指数関数的に減少します。 [ 15 ]

陽子と中性子はどちらも核子であり、核力によって結合して原子核を形成することがあります。水素原子の最も一般的な同位体（化学記号「H」）の核は、孤立陽子です。重水素同位体である重水素と三重水素の核は、それぞれ1個と2個の中性子に結合した1個の陽子を含んでいます。その他の種類の原子核は、2個以上の陽子と様々な数の中性子で構成されています。

歴史

水素のような粒子が他の原子の構成要素であるという概念は、長い時間をかけて発展してきました。1815年には早くもウィリアム・プラウトが初期の原子量値を用いて、後の研究者がプラウトの仮説と呼ぶものを考案しました。すなわち、すべての原子は水素原子の整数個の組み合わせ（プラウトはこれを「プロタイル」と呼びました）で構成されているというものです。より正確な原子量が測定された結果、この整数個の組み合わせの関係は成り立ちませんでした。しかし、この概念は科学者たちの興味を惹きつけ続け、1世紀後に再び注目を集めることになりました。[ 16 ] : 39–42

1911年の第1回ソルベイ会議におけるアーネスト・ラザフォード
イソプロパノール霧箱で陽子を検出

1886年、オイゲン・ゴールドシュタインは放電管の穴から放出される陽極線（カナル線とも呼ばれる）を発見した。ヴィルヘルム・ウィーンは1898年に、これらの線はJJトムソンが発見した負電子とは反対の電荷を持つものの、質量電荷比がはるかに高いことを明らかにした。[ 17 ]同年後半、トムソンは電荷の大きさeを決定し、[ 18 ] : 86と することで、カナル線に水素イオンと一致する電荷質量比（q / m）を持つ物質が含まれていることを明らかにした。[ 19 ] : 406

1913年にアーネスト・ラザフォードが原子核を発見した後、アントニウス・ファン・デン・ブルックは、周期表における各元素の位置（原子番号）はその原子核の電荷に等しいと提唱した。ファン・デン・ブルックは、原子核には4つの正電荷を持つアルファ粒子と2つの電子が含まれていると推測し、これが原子核電子仮説の最初のバージョンとなった（2つの正電荷を持つ陽子と2つの中性子という現代のモデルは、発見されるまでに何年もかかることになる）。[ 20 ] : 20 また1913年には、ニールス・ボーアが原子核の電荷に関連する電子遷移を予測する原子構造の理論を発表した。これは1913年にヘンリー・モーズリーによって実験的に確認され、多くの元素のX線スペクトル線のエネルギーは原子番号に基づくパターンに従うことが示された。

1919年、第一次世界大戦による中断を挟んだ散発的な実験を経て、ラザフォードは窒素原子の人工崩壊と名付けた現象を発見した。ラジウムから放出されたアルファ粒子を空気中に衝突させ、硫化亜鉛のスクリーン上で最大28cmの距離でシンチレーションを検出した。これはアルファ粒子の飛程距離をはるかに超える距離であったが、水素原子の飛程距離に相当した。[ 21 ] 1920年までに、彼はこれらの水素原子核が窒素原子核の構成要素であると結論付けた。この結果は陽子の発見と呼ばれている。[ 22 ]

ラザフォードが1920年8月に英国科学振興協会で研究成果を発表した際、オリバー・ロッジから、中性水素原子との混同を避けるため、正水素原子核に新しい名前をつけるよう求められた。 [ 23 ]ラザフォードは当初、プロトン（ギリシャ語で「最初の」を意味するπρῶτονの中性単数形）とプロウトン（プラウトにちなんで）の両方を提案した。[ 24 ]ラザフォードは後に、プラウトの「protyle」にちなんで、水素原子核を「proton」と名付けるという彼の提案が会議で承認されたと報告している。[ 25 ]科学文献で「proton」という単語が初めて使用されたのは1920年のことである。[ 26 ] [ 18 ] [ 20 ] : 23

ラザフォードは当初、アルファ粒子は単に窒素から陽子を叩き出して炭素に変えるだけだと想定していた。 1925年にパトリック・ブラケットが霧箱で撮影した画像は、アルファ粒子が吸収されたことを実証した。アルファ粒子が吸収されなかったとすれば、負に帯電した炭素、陽子、アルファ粒子の3つの荷電粒子が生成されるはずである。3つの荷電粒子は霧箱に3本の飛跡を作るはずが、観測されたのは2本だけだった。ブラケットは、アルファ粒子が窒素原子に吸収されると提唱した。生成物は炭素ではなく、重酸素（ 17 O）だった。 [ 27 ] [ 20 ]これが最初に報告された核反応、14 N + α → 17 O + pであった。

発生

すべての原子の原子核には、1つまたは複数の結合陽子が存在します。自由陽子は、エネルギーや温度が十分に高く、電子と親和性があるさまざまな状況で自然に見つかります。自由陽子は地球上でも時折発生し、雷雨では最大数十メガ電子ボルトのエネルギーを持つ陽子が生成されます。[ 28 ] [ 29 ]自由陽子は、温度が高すぎて電子と結合できないプラズマ中に存在します。[ 30 ]高エネルギー、高速度の自由陽子は宇宙線の90％を占め、星間物質を伝播します。[ 31 ]自由陽子は、まれなタイプの放射性崩壊で原子核から直接放出されます。[ 32 ]陽子は（電子や反ニュートリノとともに）不安定な自由中性子の放射性崩壊によっても生成される。 [ 33 ]

安定性

物理学における未解決問題
陽子は根本的に安定しているのでしょうか？それとも、標準モデルの拡張によって予測されるように、有限の寿命で崩壊するのでしょうか？
物理学におけるさらなる未解決問題

自由陽子の自発崩壊は観測されたことがなく、そのため標準模型によれば陽子は安定粒子とみなされている。しかしながら、素粒子物理学の大統一理論（GUT）の中には、陽子崩壊の寿命が10の31乗から10の36乗年の間であると予測するものがある。平均寿命の実験的な下限値は以下の通りである。0.96 × 10 30 年。[ 4 ]

平均寿命は、あらゆる生成物への崩壊を測定する。特定の生成物への崩壊寿命も測定される。例えば、日本のスーパーカミオカンデ検出器での実験では、陽子の平均寿命の下限値が次のように示されている。反ミューオンと中性パイ中間子への崩壊には1.6 × 10 34 年かかり、陽電子と中性パイ中間子への崩壊には2.4 × 10 34 年かかります。 [ 34 ] [ 4 ]

陽子は電子捕獲（逆ベータ崩壊とも呼ばれる）によって中性子に変化することが知られています。自由陽子の場合、この過程は自発的には起こらず、エネルギーが供給された場合にのみ起こります。その式は以下のとおりです。

p++ e−→ n + νe

この過程は可逆的であり、中性子は一般的な放射性崩壊であるベータ崩壊によって陽子に戻ることができます。実際、自由中性子はこのように崩壊し、平均寿命は約15分です。陽子はベータプラス崩壊（β+崩壊）によって中性子に変化することもあります。

場の量子論によれば、陽子の平均固有寿命は、固有加速度で加速しているときには有限となり、加速度が増加すると減少する。加速は、遷移pの非ゼロ確率を生じさせる。τp{\displaystyle \tau _{\mathrm {p} }}1つの{\displaystyle a}τp{\displaystyle \tau _{\mathrm {p} }}1つの{\displaystyle a}+→ n + e++ νe。これは1990年代後半に懸念事項となった。なぜなら は慣性観測者と共加速観測者によって測定できるスカラーだからである。慣性系では、加速する陽子は上記の式に従って崩壊するはずである。しかし、共加速観測者によれば、陽子は静止しており、したがって崩壊しないはずである。このパズルは、共加速系では量子場理論の本質的効果であるフリング・デイヴィス・ウンルー効果により熱浴が存在することを認識することで解決される。陽子が経験するこの熱浴には電子と反ニュートリノが存在し、陽子はこれらのプロセスに従って相互作用する可能性がある。 τp{\displaystyle \tau _{\mathrm {p} }}

  1. p++ e−→ n + ν、
  2. p++ ν → n + e+そして
  3. p++ e−+ ν → n。

これらの各プロセスの寄与を加えると、次の式が得られる。[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]τp{\displaystyle \tau _{\mathrm {p} }}

クォークと陽子の質量

現代の核力理論である量子色力学では、陽子と中性子の質量の大部分は特殊相対性理論によって説明される。陽子の質量は、その陽子を構成する3つの価クォークの静止質量の合計の約80～100倍であるが、グルーオンの静止質量はゼロである。QCD真空中のクォークのみの静止エネルギーと比較した、陽子内のクォークとグルーオンの余分なエネルギーは、陽子の質量のほぼ99%を占める。したがって、陽子の静止質量は、粒子を構成する運動するクォークとグルーオンの系の不変質量であり、そのような系では、系に閉じ込められた質量のない粒子のエネルギーでさえ、系の静止質量の一部として 測定される。

陽子を構成するクォークの質量を表す際に、2つの用語が用いられる。現在のクォーク質量はクォーク自体の質量を指し、構成クォーク質量は現在のクォーク質量にクォークを取り囲むグルーオン粒子場の質量を加えたものを指す。 [ 39 ] : 285–286 [ 40 ] : 150–151 これらの質量は通常、大きく異なる値を持つ。クォークの閉じ込めによって生じる運動エネルギーは寄与である（特殊相対論における質量を参照）。格子QCD計算を用いると、陽子の質量への寄与は、クォーク凝縮（約9％、アップクォークとダウンクォーク、そして仮想ストレンジクォークの海で構成）、クォークの運動エネルギー（約32％）、グルーオンの運動エネルギー（約37％）、および異常グルーオン寄与（約23％、全てのクォークフレーバーの凝縮からの寄与で構成）である。[ 41 ]

陽子を構成するクォーク模型の波動関数は |p↑⟩＝118（2|あなた↑d↓あなた↑⟩+2|あなた↑あなた↑d↓⟩+2|d↓あなた↑あなた↑⟩−|あなた↑あなた↓d↑⟩−|あなた↑d↑あなた↓⟩−|あなた↓d↑あなた↑⟩−|d↑あなた↓あなた↑⟩−|d↑あなた↑あなた↓⟩−|あなた↓あなた↑d↑⟩）。{\displaystyle \mathrm {|p_{\uparrow }\rangle ={\tfrac {1}{\sqrt {18}}}\left(2|u_{\uparrow }d_{\downarrow }u_{\uparrow }\rangle +2|u_{\uparrow }u_{\uparrow }d_{\downarrow }\rangle +2|d_{\downarrow }u_{\uparrow }u_{\uparrow }\rangle -|u_{\uparrow }u_{\downarrow }d_{\uparrow }\rangle -|u_{\uparrow }d_{\uparrow }u_{\downarrow }\rangle -|u_{\downarrow }d_{\uparrow }u_{\uparrow }\rangle -|d_{\uparrow }u_{\downarrow }u_{\uparrow }\rangle -|d_{\uparrow }u_{\uparrow }u_{\downarrow }\rangle -|u_{\downarrow }u_{\uparrow }d_{\uparrow }\rangle \right)} 。}

陽子の内部ダイナミクスは複雑である。なぜなら、それらはクォークのグルーオンの交換と、様々な真空凝縮体との相互作用によって決定されるからである。格子 QCD は、原理的には、理論から直接、陽子の質量を任意の精度で計算する方法を提供する。最新の計算[ 42 ] [ 43 ]では、質量は 4% より良い精度、さらには 1% の精度で決定されると主張している (Dürrらの図 S5 を参照[ 43 ] )。これらの主張は、計算が現実世界と同じくらい軽いクォークではまだ実行できないため、依然として議論の的となっている。これは、予測が外挿のプロセスによって求められていることを意味しており、系統的誤差が生じる可能性がある。[ 44 ]実験と比較される量は事前にわかっている ハドロンの質量であるため、これらの誤差が適切に制御されているかどうかを判断するのは困難である。

これらの最近の計算は大規模なスーパーコンピュータによって実行されており、ボッフィとパスクィニが指摘しているように、「核子構造の詳細な説明はまだ不足しています。なぜなら...長距離の挙動には非摂動論的および/または数値的処理が必要...」[ 45 ]。 陽子の構造に対するより概念的なアプローチには、もともとトニー・スカイムによるトポロジカルソリトンアプローチと、それを拡張してグルーオンの弦理論を含むようにしたより正確なAdS/QCDアプローチ、[ 46 ] 1980年代に人気があったバッグモデルや構成クォークモデルなどのさまざまなQCDに触発されたモデル、および大まかな近似質量計算を可能にするSVZ和則があります。[ 47 ]これらの方法は、少なくとも今のところは、より力ずくの格子QCD方法と同じ精度はありません。

チャージ半径

CODATAが推奨する陽子の電荷半径の値は8.4075(64) × 10 −16  m。[ 5 ]電子-陽子散乱によって測定された陽子の半径は、ミューオン水素（陽子と負に帯電したミューオンからなるエキゾチック原子）のラムシフトによって測定された値とは異なります。[ 12 ]ミューオンは電子の200倍重いため原子軌道が小さくなり、陽子の電荷半径に非常に敏感になり、より正確な測定が可能になります。[ 48 ]その後の改良された散乱および電子分光測定は、この新しい小さな半径と一致しています。この新しい値を改良し、検証するための研究が続けられています。[ 49 ]

3つ目の高精度測定は、ミューオン水素分光法によって得られた値と最もよく一致するが、説明できない差異が残っている。これらの測定が何を意味するのかという正確な性質についても疑問が投げかけられている。[ 50 ]

陽子内部の圧力

陽子はグルーオンに閉じ込められたクォークで構成されているため、クォークに作用する 等価圧力を定義することができます。その圧力の大きさやその他の詳細については議論の余地があります。

2018年にこの圧力は10 35 Pa程度と報告され、これは中性子星 内部の圧力よりも高い。中心で最大となり、半径約0.6 fmまでは正（反発）の圧力、それより遠ければ負（引力）の圧力、約2 fmを超えると非常に弱くなると言われている。これらの数値は、理論モデルと 高エネルギー電子の実験的なコンプトン散乱を組み合わせることで導き出された。 [ 51 ] [ 52 ] [ 53 ]しかし、これらの結果はゼロ圧力とも一致することや[ 54 ]、モデルの選択によって圧力プロファイルの形状が実質的に提供されることなどについて疑問が呈されている。 [ 55 ]

溶媒和陽子、水素イオンの電荷半径

水和陽子の半径は、水素イオンの水和エンタルピーを計算するためのボルンの式に現れます。

自由陽子と通常の物質との相互作用

陽子は反対の電荷を持つ電子と親和性を持つものの、これは比較的低エネルギーの相互作用であるため、自由陽子は電子と密接に結合するために十分な速度（および運動エネルギー）を失う必要があります。高エネルギー陽子は、通常の物質を通過する際に、原子核との衝突や原子の電離（電子の除去）によってエネルギーを失い、最終的に通常の原子の電子雲に捕捉されるのに十分な速度まで減速します。

しかし、電子とのこのような結合では、結合した陽子の性質は変化せず、陽子のままです。低エネルギーの自由陽子は、通常の物質中に存在する電子（通常の原子中の電子など）に引き寄せられ、自由陽子は停止し、原子と新たな化学結合を形成します。このような結合は、十分に「冷たい」温度（つまり、太陽の表面温度に匹敵する温度）であれば、どのような種類の原子とも起こります。したがって、あらゆる種類の通常の（プラズマではない）物質との相互作用において、低速度の自由陽子は自由状態を維持せず、接触する原子または分子の電子に引き寄せられ、陽子と分子が結合します。このような分子は「プロトン化」され、化学的には単なる水素の化合物であり、多くの場合正に帯電しています。その結果、多くの場合、いわゆるブレンステッド酸になります。例えば、水中で水分子に捕獲された陽子は、水性陽イオンH 3 O + であるヒドロニウムになります。

化学における陽子

原子番号

化学では、原子核に含まれる陽子の数は原子番号と呼ばれ、原子が属する化学元素を決定します。例えば、塩素の原子番号は17です。これは、各塩素原子が17個の陽子を持ち、17個の陽子を持つすべての原子が塩素原子であることを意味します。各原子の化学的性質は、（負に帯電した）電子の数によって決定されます。中性原子の場合、電子の数は（正に帯電した）陽子の数と等しいため、総電荷はゼロになります。例えば、中性の塩素原子は17個の陽子と17個の電子を持ちますが、塩素陰イオンは17個の陽子と18個の電子を持ち、総電荷は−1  e。

しかしながら、ある元素を構成するすべての原子は必ずしも同一ではありません。中性子の数が異なることで異なる同位体を形成したり、エネルギー準位が異なることで異なる核異性体を形成したりすることがあります。例えば、塩素には2つの安定同位体があります。35 17Clは35 − 17 = 18個の中性子を持ち、37 17Clには37 − 17 = 20個の中性子があります。

水素イオン

水素の最も一般的な同位体であるプロチウムは、1つの陽子と1つの電子で構成されています（中性子は持ちません）。水素イオン（H+）は、水素原子が電子を1つ失い、陽子だけが残っていることを意味します。したがって、化学では、陽子と水素イオン（プロチウム同位体の場合）という用語は同義語として使用されます。

陽子は、裸の原子核という特異な化学種です。そのため、凝縮状態では独立して存在することはできず、常に電子対によって他の原子に結合した状態にあります。

ロス・スチュワート著『プロトン：有機化学への応用』（1985年、1ページ）

化学において、陽子という用語は水素イオンHを指します。+水素の原子番号は1なので、水素イオンは電子を持たず、陽子1個（最も豊富な同位体である水素原子の場合は中性子0個）からなる裸の原子核に相当します。1 1H）。陽子は「裸の電荷」であり、その半径は水素原子の約64,000分の1しかないため、化学的に極めて反応性が高い。そのため、自由陽子は液体などの化学系では寿命が極めて短く、利用可能なあらゆる分子の電子雲と即座に反応する。水溶液中では、水素イオンH 3 O +を形成し、これが[H 5 O 2 ] +や[H 9 O 4 ] +などのクラスター状の水分子によってさらに溶媒和される。 [ 56 ]

Hの移転+酸塩基反応におけるプロトンの移動は、通常「プロトン移動」と呼ばれます。酸はプロトン供与体、塩基はプロトン受容体と呼ばれます。同様に、プロトンポンプやプロトンチャネルといった生化学用語は、水和水素の移動を指します。+イオン。

重水素原子から電子を1つ取り除くことで生成されるイオンは、陽子ではなく重陽子と呼ばれます。同様に、三重水素原子から電子を1つ取り除くと三重イオンが生成されます。

陽子核磁気共鳴（NMR）

化学において、プロトンNMRという用語は、核磁気共鳴法（主に有機分子）による（主に有機）分子中の水素原子核の観測を指します。この手法では、プロトンの量子化されたスピン磁気モーメント（角運動量（スピン）に起因する）を利用します。このスピン磁気モーメントは、換算プランク定数の半分の大きさを持ちます（ ）。この名称は、化合物中のプロチウム（水素原子）中に存在するプロトンを調べることを指し、研究対象の化合物中に自由プロトンが存在することを意味するものではありません。 ℏ/2{\displaystyle \hbar /2}

人間への曝露

アポロ月面実験パッケージ（ALSEP）は、太陽風の粒子の95％以上が電子と陽子で、その数はほぼ同数であると判断しました。[ 57 ] [ 58 ]

太陽風分光計は連続的に測定を行っていたため、地球の磁場が到達する太陽​​風粒子にどのように影響するかを測定できました。月は各軌道の約3分の2の間、地球の磁場の外側にあります。これらの時の典型的な陽子密度は1立方センチメートルあたり10〜20個で、ほとんどの陽子の速度は毎秒400〜650キロメートルです。毎月約5日間、月は地球の磁気尾部内にあり、通常、太陽風粒子は検出されませんでした。月の軌道の残りの部分では、月はマグネトシースと呼ばれる遷移領域にあり、そこでは地球の磁場が太陽風に影響を与えますが、完全に排除されるわけではありません。この領域では粒子フラックスが減少し、典型的な陽子速度は毎秒250〜450キロメートルです。月夜の間、分光計は月によって太陽風から遮蔽され、太陽風粒子は測定されなかった。[ 57 ]

陽子は銀河宇宙線に由来する太陽系外起源でもあり、全粒子フラックスの約90%を占めています。これらの陽子は、太陽風の陽子よりもエネルギーが高い場合が多く、その強度は太陽から来る陽子よりもはるかに均一で変動が少なく、太陽から来る陽子の生成はコロナ質量放出などの太陽陽子現象の影響を大きく受けます。

宇宙旅行で典型的に見られる陽子の線量率による人体健康への影響に関する研究が行われてきました。[ 58 ] [ 59 ]より具体的には、陽子被曝による癌発症の過程で、どの染色体が損傷を受けるのか、またその損傷を定義づけることが期待されています。[ 58 ]別の研究では、ドーパミン作動性機能、アンフェタミン誘発性味覚嫌悪条件付け学習、モリス水迷路で測定される空間学習記憶など、神経化学的および行動学的エンドポイントに対する陽子照射被曝の影響の判定について調査しています。[ 59 ]惑星間陽子衝撃による宇宙船の帯電も研究対象として提案されています。[ 60 ]銀河宇宙線とその健康影響、太陽陽子事象被曝など、宇宙旅行に関する研究は他にも数多くあります。

アメリカのバイオスタックとソ連のバイオラックの宇宙旅行実験は、アルテミアシストを含む微生物に対する重イオン誘発分子損傷の深刻さを実証した。[ 61 ]

反陽子

CPT対称性は粒子と反粒子の相対的な性質に強い制約を課すため、厳密な検証が必要となる。例えば、陽子と反陽子の電荷の和は正確にゼロでなければならない。この等式は、ある部分で検証されている。10 8。質量の均一性も1分の1以上であることがテストされている。10 8 。反陽子をペニングトラップに閉じ込めることによって、陽子と反陽子の電荷質量比が1分の1であることが検証された。6 × 10 9。[ 62 ]測定された陽子と反陽子の磁気モーメントは0.8 ppm以内で等しく反対であることがわかった。[ 63 ]

参照

参考文献

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