Электричество шаг за шагом

Р-9. ПРОТОНЫ И НЕЙТРОНЫ ИЗ КВАРКОВ. Было время, когда атом (в переводе с греческого — неделимый) считался чем-то в виде цельного микрошарика, но уже около ста лет нет никаких сомнений в том, что атом — сложная система, собранная из протонов, нейтронов и электронов. Сейчас протон и нейтрон, тоже бывшие неделимые «шарики», считают прочным соединением трёх деталей — кварков по имени u и d (от up — вверх и down — вниз). Детали эти, как и само их название «кварки», были придуманы пол века назад теоретиками, а через несколько лет в экспериментах нашли приметы их реального существования. И хотя извлечь кварки и «подержать их в руках» в принципе невозможно, уже удалось обнаружить, что у них есть не только хорошо знакомые нам свойства, такие, например, как масса и электрический заряд, но и ряд совершенно новых для физики, так сказать, чисто кварковых свойств, которым дали любопытные названия: цвет, очарование, прелесть, странность и другие в этом же роде. Кроме того, кварки требуют внести поправки в нашу оценку минимальной порции электрического заряда — он может составлять 2/3 и 1/3 от заряда электрона или протона, который в электротехнике всегда считали минимальной порцией электричества.

Кроме нормальных кварков в теории, а значит, и в природе есть ещё и антикварки — частицы с противоположным набором некоторых свойств. Античастицы для физики явление не новое, давно известны антиэлектрон (позитрон) — электрон с положительным электрическим зарядом — и антипротон с отрицательным. Античастица живёт ничтожные доли секунды, она тотчас же соединяется с нормальной частицей, и они вместе погибают, точнее, превращаются в порцию энергии. Не будем пока говорить о других звёздных системах, но в нашей практически нет антивещества. О нём, так же как и о кварках, полезно хоть что-то знать, но чаще всего не нужно учитывать эту безумную физику, размышляя об устройстве электрических машин и приборов. Поэтому, не забывая о поправках, которые может принести нам собранный из кварков атом, мы пока будем считать протон единой частицей с минимальной порцией положительного электрического заряда, равной (по силе!!!) отрицательному заряду электрона.

Вот, оказывается, как великолепно сконструирован и изготовлен наш мир. Мало того, что получились совершенно одинаковыми все электроны во Вселенной, всё их неисчислимое множество. И все протоны получились совершенно одинаковыми. Ко всему ещё обе эти абсолютно разные частицы (бумажная скрепка и двухлитровая банка воды) имеют одинаковый по величине электрический заряд, при этом заряды у них разного сорта, разного знака. Именно такие частицы, оказывается, необходимы для образования устойчивых атомов.