Γιατί το πρωτόνιο είναι θετικά φορτισμένο;

Το ζήτημα του γιατί το πρωτόνιο είναι θετικά φορτισμένο είναι στην πραγματικότητα πιο περίπλοκο από ό, τι μπορεί αρχικά να φαίνεται. Δεν έχουμε μια απλή, διαισθητική απάντηση όπως "It Is Just Is". Εδώ είναι γιατί:

1. Θεμελιώδης φύση της χρέωσης:

* Η χρέωση είναι μια θεμελιώδη ιδιοκτησία της ύλης, όπως η μάζα. Δεν είναι κάτι που μπορούμε να εξηγήσουμε όσον αφορά κάτι άλλο.

* Παρατηρούμε ότι τα πρωτόνια έχουν θετικό φορτίο, ακριβώς όπως παρατηρούμε ότι τα ηλεκτρόνια έχουν αρνητικό φορτίο.

2. Το πρότυπο μοντέλο:

* Το πρότυπο μοντέλο φυσικής σωματιδίων περιγράφει τα θεμελιώδη σωματίδια και τις δυνάμεις στο σύμπαν.

* Τα πρωτόνια αποτελούνται από μικρότερα σωματίδια που ονομάζονται κουάρκ. Συγκεκριμένα, ένα πρωτόνιο αποτελείται από δύο "επάνω" κουάρκ και ένα "κάτω" κουάρκ.

* Τα "UP" Quarks έχουν κάθε μία χρέωση +2/3, και το "Down" Quark έχει μια χρέωση -1/3.

* Όταν προσθέτετε αυτές τις χρεώσεις (+2/3 +2/3 - 1/3 =+1), παίρνετε το φορτίο +1 του πρωτονίου.

3. Ο ρόλος της ισχυρής δύναμης:

* Η ισχυρή δύναμη είναι υπεύθυνη για τη συγκράτηση των κουάρκων μαζί μέσα στο πρωτόνιο.

* Είναι μια πολύ ισχυρή δύναμη που λειτουργεί σε απίστευτα μικρές αποστάσεις.

* Ενώ η ισχυρή δύναμη δεν καθορίζει άμεσα το φορτίο του πρωτονίου, είναι απαραίτητο για τη σταθερότητα και την ύπαρξή του.

Έτσι, ενώ μπορούμε να παρατηρήσουμε το θετικό φορτίο ενός πρωτονίου και να το εξηγήσουμε από την άποψη των κατηγοριών των συστατικών Quarks, το "γιατί" της ίδιας της κατηγορίας παραμένει ένα θεμελιώδες ζήτημα στη φυσική.

Είναι σαν να ρωτάς γιατί υπάρχει βαρύτητα. Μπορούμε να περιγράψουμε τα αποτελέσματά του και τον τρόπο λειτουργίας του, αλλά δεν έχουμε πλήρη κατανόηση του θεμελιώδους φύσης του.