โปรตอน ประกอบด้วย ควาร์ก มีกี่ชนิด

����� ���� ����� (quark)

����ѡ��� ����ѹ����آ
ʶҺѹ෤����չ����������觪ҵ��

͹��Ҥ��ѡ��� (fundamental particle) �����ͧ���Сͺ�ͧ͹��Ҥ����բ�Ҵ��硡����е�����ª�Դ ������ѡ�ѹ�դ����ͧ���Сͺ�ͧ��ǵ�͹����õ͹ ������� 6 ��Դ ���Ъ�Դ���¡�������������� (flavour) ���� �ѻ (up ���� u) ��ǹ� (down ���� d) ����� (charm ���� c) ��ù�� (strange ���� s) ��ͻ (top ���� t) ��к͵��� (bottom ���� b) ��觤���졷�� 6 ����������觵����Ҵ�ͧ��Ш����� 2 ����� ��� ������� (up type) �ջ�Ш� +2/3 ���� �ѻ����� ���������� ��з�ͻ����� �ա�������͡������ҧ (down type) �ջ�Ш� -1/3 ���� ��ǹ����� ��ù������ ��к͵���������١����鹷ֺ�ʴ������������� ��鹻���ʴ�����������ҡ ������Ŵŧ�ҡ���仫���

�����˵�: c ��� �������Ǣͧ�ʧ ��� e ��� ��Ҵ��Шآͧ����硵�͹

͹��Ҥ�õ͹��й�ǵ�͹ ����������§�ѹ ��� ����ҳ 0.938 GeV/c2 ���������ͧ�֡ŧ��ͧ���Сͺ���� ���������� �õ͹ ��Сͺ���� �ѻ����� 2 ͹��Ҥ�Ѻ��ǹ����� 1 ͹��Ҥ �Դ����Ũҡ�������§ 0.016 GeV/c2 ��ǹ��ǵ�͹ ��Сͺ��鹨ҡ�ѻ����� 1 ͹��Ҥ �Ѻ��ǹ����� 2 ͹��Ҥ �Դ����Ũҡ�������§ 0.020 GeV/c2 ���ͻ���ҳ 2 �����繵�ͧ����õ͹��й�ǵ�͹��ҹ�� ��駹����ŷ��������ա 98 �����繵� ��ǹ˹��������ٻ�ͧ��ѧ�ҹ�Ź�ͧ����� �����ǹ�˭��繾�ѧ�ҹ�ѡ��ͧ����ִ�˹���� �����ҧ�ѹ �ͧ͹��Ҥ������� ���㹹������ʴ����ç������������ҧ��� (strong nuclear force) ����繻������ѹ�������ç����ش 㹺�ô��ç��鹰ҹ��� 4 ��Դ㹸����ҵ� ���ç�ա 3 ��Դ��� �ç������������ҧ��͹ (weak nuclear force) ���ç��зӵ�͡ѹ�������͹��Ҥ� � ��������������� �����������͹��Ҥ� � ����ش�͡仨ҡ�������� �� ������Դ������¡���ѹ��ѧ�����ǻ����͹��Ҥ�յ��͡�� �ç��Դ����Ҥ���ç�������俿�� (electromagnetic force) ��������е�������ç����ִ�˹���ǡѹ �����ҧ�������ʡѺ����硵�͹ ��ǹ��¹͡�е�� ���ͻ�ԡ�������� ����ջ�Ш�俿�Һǡ���ź ���������Ǣ�ͧ����ͧ ����ç��Դ�ش���� ��� �ç���������ǧ (gravity force) ������ç�֧�ٴ�ѹ �����ҧ���������ç������ç���·���ش ���ͧ�ҡ���������Ǣ�ͧ�Ѻ�ç������ç����ش�ѧ����� 㹸����ҵԨ���辺�������������� � ���ҧ����� ��������繡���� 2 ͹��Ҥ���¡����ի͹ (meson) ���͡��������� 3 ͹��Ҥ���¡��� ����͹ (baryon) ��觷���ի͹�������͹�ժ������¡����ѹ��� �δ�͹ (hadron) ��ɮա���ʵ���͹��� (quantum mechanics) �֡��͹��Ҥ���ͧ����ʵ�����͹��Ҥ�ء��Դ�ա����ع�ͺ᡹��ع�ӹͧ���ǡѺ����š��ع�ͺ����ͧ ͹��Ҥ�ء��Դ�֧�����ѵ�˹�����¡������������ԧ�������Ѵ�����ͧ��Ժѵԡ������Ѵ�͡���� �ŢʻԹ (spin number) ��������� 2 �������� �����������ŢʻԹ���Ţ�ӹǹ��������仵�����ʶԵ���-�͹��䵹� (Bose-Einstein statistics) ������¡͹��Ҥ㹡����������⺫͹ (boson) ������ͤ��Դ���ʶԵԹ�� ��� �ѵ�¹��� �Ҷ �� (Satyendra Nath Bose) ͹��Ҥ㹡����⺫͹������ѡ�ѹ�ա��� ⿵͹������ŢʻԹ��ҡѺ +1 �ա�����˹���繡����������ŢʻԹ�������ǹ�����仵�����ʶԵ������-���á (Fermi-Dirac statistics) ͹��Ҥ㹡����������¡��� ������͹ (fermion) ������ͧ͢�͹��� ����� (Enrico Fermi) �鹤Դ���ʶԵԪ�Դ��� ��Ф���졡�١�Ѵ����㹡����������͹����ͧ ������Ҥ���졡���������ŢʻԹ +1/2 ��ǹ����졡������ҧ���ŢʻԹ -1/2 ͹��Ҥ㹡����������͹������ѡ�ѹ�ա��� ����硵�͹ ������ŢʻԹ +1/2 ���ͧ�ҡ�������������͹�����ǡѺ����硵�͹ �֧��ͧ��仵����ѡ��áմ�ѹ���� (Pauli exclusion principle) ���� (�óբͧ����硵�͹ �ա�èӡѴ�ӹǹ�ͧ����硵�͹���Ѵ���§�繪�� � �����е�� ������Ъ������ӹǹ����) �¡óբͧ�����������Ҥ�������������������Ţ��͹������� (internal quantum number) ���¡��� �� (color) ����մ��¡ѹ 3 ������ ᴧ ���� ��й���Թ

ความแปลกประหลาดของวิชาฟิสิกส์ควอนตัมปรากฎขึ้นอีกครั้ง เมื่ออนุภาคโปรตอนที่อยู่ในนิวเคลียสของอะตอม สามารถจะบรรจุควาร์ก (Quark) ชนิดที่หนักกว่าตัวมันเองถึง 1.5 เท่า

รายงานการค้นพบข้างต้นตีพิมพ์ในวารสาร Nature ฉบับวันที่ 17 ส.ค. โดยคณะนักวิทยาศาสตร์นานาชาติของยุโรป นำโดยทีมจากมหาวิทยาลัย Vrije University Amsterdam ในประเทศเนเธอร์แลนด์ ได้พยายามวิเคราะห์โครงสร้างของโปรตอน โดยดูจากข้อมูลหลักฐานการชนอนุภาคในการทดลอง Z-boson ของเครื่องชนอนุภาค LHC

ผลปรากฏว่าอัลกอริทึมของโปรแกรมปัญญาประดิษฐ์หรือเอไอ ที่ได้รับการฝึกฝนมาให้มองหารูปแบบโครงสร้างของโปรตอนที่เป็นไปได้จากข้อมูลดังกล่าว ชี้ว่าโปรตอนสามารถจะมีควาร์ก ซึ่งเป็นอนุภาคมูลฐานอีกแบบหนึ่งที่เล็กกว่าได้มากกว่า 3 ตัว ทั้งที่ตามปกติแล้วโปรตอนแต่ละอนุภาคจะมีเพียงอัพควาร์ก 2 ตัว และดาวน์ควาร์กอีก 1 ตัวเท่านั้น

ยิ่งไปกว่านั้น ควาร์กชนิดพิเศษที่โปรตอนสามารถจะกักเก็บไว้ภายในตัวมันได้ คือควาร์กมวลมากที่เรียกว่า “ชาร์มควาร์ก” (Charmquark) ซึ่งหนักกว่าโปรตอนถึง 1.5 เท่า นอกจากนี้ค่าโมเมนตัมของโปรตอนราว 0.5% ก็ยังมาจากอิทธิพลของชาร์มควาร์กนี้อีกด้วย

อย่างไรก็ตาม ปรากฏการณ์แปลกประหลาดนี้สามารถเกิดขึ้นได้ เนื่องจากชาร์มควาร์กดูเหมือนจะมีมวลลดลงเหลือเพียงครึ่งหนึ่งของโปรตอน ขณะที่มันถูกกักเก็บเอาไว้ภายใน ซึ่งแสดงว่าอนุภาคโปรตอนรองรับหรือ “แบก” มวลที่หนักอึ้งของชาร์มควาร์กไว้เพียงบางส่วนเท่านั้น

ที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์ไม่ทราบรายละเอียดเกี่ยวกับโครงสร้างภายในของโปรตอนมากนัก ทั้งที่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อการค้นหาแบบจำลองพื้นฐานใหม่ของฟิสิกส์อนุภาค อันเป็นหัวใจสำคัญที่จะผลักดันให้เกิดความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในยุคถัดไป

สำหรับการค้นพบในครั้งนี้ ทีมผู้วิจัยบอกว่าถือเป็นหลักฐานที่ชัดเจนเป็นรูปธรรมชิ้นแรก ซึ่งสามารถยืนยันถึงโครงสร้างภายในที่แปลกประหลาดซับซ้อนของโปรตอนได้ นอกจากนี้ คณะนักวิทยาศาสตร์ที่กำลังศึกษาทดลองด้านฟิสิกส์อนุภาคทั่วโลก สามารถนำความรู้ใหม่เรื่องโปรตอนไปปรับใช้กับการศึกษาของตนได้ด้วย ซึ่งรวมไปถึงอุปกรณ์สังเกตการณ์ที่คอยตรวจจับอนุภาคนิวทริโนทั้งหลาย เช่นโครงการไอซ์คิวบ์ (IceCube) ที่ทวีปแอนตาร์กติกา