¿De qué está compuesto el protón y de dónde obtienen carga estas partículas?

Los protones están hechos de quarks. Más específicamente tres quarks: 2 quarks llamados “Arriba” y 1 quark llamado “Abajo”.

Los quarks ascendentes tienen una carga igual a [matemática] 2/3 [/ matemática] la carga del electrón e (pero positiva), entonces [matemática] + 2 / 3e [/ matemática]
Los quarks caídos tienen carga [matemática] -1 / 3e [/ matemática].

Si suma eso: [matemática] (2 \ veces (+2/3) – 1/3) e = + 1e [/ matemática], que es la carga opuesta del electrón ([matemática] -1e [/ matemática ])

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La pregunta es … ¿de dónde obtienen su carga las partículas fundamentales (partículas no compuestas de otras partículas, como electrones y quarks)?

No lo sabemos exactamente todavía. También se podría preguntar “¿qué es el cargo”? No lo sabemos ontológicamente. En física teórica, la carga es solo un número cuántico y básicamente se estudia y detecta en relación con otras cargas y campos electromagnéticos.

Los expertos en teoría cuántica de campos podrían tener una respuesta un poco más informativa. Después de todo en la física contemporánea, las partículas se entienden en términos de “campos”, y son básicamente ondas en dichos campos (un fotón es una onda en el campo electromagnético, un electrón en un alero en el campo de electrones, los quarks tienen campos de quarks, etc.) )

Sin embargo, la pregunta sigue siendo cómo entender estos campos a nivel ontológico (la ontología es el estudio de “qué es”, como qué es exactamente una manzana, un perro o un electrón). Feynman, probablemente uno de los mayores contribuyentes parecía pensar que estos “campos que penetran en el universo” son más trucos matemáticos para calcular cosas que cosas físicas reales (un poco como el éter en la física del siglo XIX), aunque podría estar equivocado acerca de lo que él es exactamente.

Mi hija hizo el juguete anterior, cuando le di:

• Un diseño para el juguete.
• Dos tablones de madera verde
• Un tablón rojo de madera
• Suficiente pegamento para madera

Habría hecho un protón si le hubiera dado:

• Un diseño para el protón.
• Dos quarks
• Un quark abajo
• Suficientes gluones

¿De dónde obtiene un quark su carga eléctrica?

• Mi conjetura es que la carga eléctrica de un quark representa la dirección de rotación de la cuerda que forma el quark.

Como otros escribieron, los protones consisten en dos quarks “arriba” y un quark “abajo”. Pero en realidad es más complicado que eso: si se agregan masas de los tres quarks, se obtendría solo un pequeño porcentaje de la masa de un protón. El 90 por ciento restante de la masa de protones proviene de gluones que unen a los quarks. Los gluones son en sí mismos partículas sin masa, pero tienen mucha energía (como lo hacen los fotones de alta energía), por lo que esta energía es el componente principal de la masa del protón.

Pero este no es el final de la historia. A veces, los gluones se vuelven tan enérgicos que producen un par quark-antiquark dentro de un protón. Este par vive un breve momento antes de aniquilarse, pero el tiempo suficiente para interactuar con los tres quarks y otros pares originales. Esta interacción significa más gluones, algunos de los cuales pueden producir más pares virtuales … Si se ve desordenado, bueno, lo es.

Entonces, aunque es esencial decir que un protón consta de tres quarks, la mayor parte de su energía proviene de la complicada interacción de quarks, gluones (y tal vez otras cosas).

Lo encuentro inmensamente risible considerando que escribí pensando que era “fotón” en lugar de “protón”. De todos modos, los protones se consideran bariones y están compuestos por dos quarks arriba y uno abajo. Las cargas inducidas simplemente van por 1+ como un número cuántico. Si realiza los cálculos, los quarks ascendentes tienen cargas de 2/3 y abajo -1/3, lo que significa que (2/3 + 2/3) -1/3 es simplemente +1 carga. Para deducir los orígenes de las cargas, primero debemos prever cómo un barión se diferencia de un mesón como lo son los fermiones que interactúan fuertemente. La materia bariónica sostiene la supersimetría que conduce a la covarianza de un sistema, esto puede incluir electrones, neutrinos, etc. El sabor del quark también es crucial, lo que determina la isospin dada por las partículas delta correspondientes a las proyecciones de espín. El electromagnetismo entra en juego si las interacciones fuertes y débiles lo hacen, esta certeza demostrará el componente de cómo un protón sostiene la carga. Pero el problema es que simplemente no sabemos, de acuerdo con la inducción electrostática de las cargas, las cargas residen en la superficie, sin embargo, no sabemos el radio de carga de un determinado protón. Estos siguen siendo los problemas más desconcertantes de la física.

Buena pregunta y ya tienes algunas buenas respuestas en cuanto a los 3 quarks + más partículas que forman un protón. Lo que compone los quarks no fue respondido. MC Physics en http://www.mcphysics.org , sugiere que los quarks están formados por (al menos) 2 cargas mono que se cuantifican (por tipo de carga y fuerza de carga) carga electrostática en el Universo más temprano (¿Big Bang?) . Esas mono-cargas cuantificadas forman toda la materia y causan toda la fuerza en el Universo. Más sobre eso en: http://viXra.org/pdf/1611.0080v1.pdf