Charge radius
आरएमएस आवेश त्रिज्या एक परमाणु नाभिक के आकार का एक माप है, विशेष रूप से प्रोटॉन वितरण। प्रोटॉन त्रिज्या लगभग एक फेम्टोमीटर = है। इसे नाभिक द्वारा इलेक्ट्रॉनों के प्रकीर्णन द्वारा मापा जा सकता है। माध्य वर्ग परमाणु आवेश वितरण में सापेक्ष परिवर्तनों को परमाणु स्पेक्ट्रोस्कोपी के साथ सटीक रूप से मापा जा सकता है। परिभाषा परमाणु नाभिक के लिए त्रिज्या को परिभाषित करने की समस्या में पूरे परमाणु के लिए त्रिज्या को परिभाषित करने की समस्या के साथ कुछ समानता है; न तो अच्छी तरह से परिभाषित सीमाएँ हैं। हालांकि, नाभिक के बुनियादी तरल ड्रॉप मॉडल नाभिकों के काफी समान घनत्व की कल्पना करते हैं, सैद्धांतिक रूप से एक परमाणु की तुलना में नाभिक को अधिक पहचानने योग्य सतह देते हैं, बाद वाला अत्यधिक फैले हुए इलेक्ट्रॉन बादलों से बना होता है जिसका घनत्व धीरे-धीरे केंद्र से दूर हो जाता है। अलग-अलग प्रोटॉन और न्यूट्रॉन या छोटे नाभिक के लिए, आकार और सीमा की अवधारणाएँ कम स्पष्ट हो सकती हैं। एक एकल नाभिक को तीन संयोजकता क्वार्क, बाध्यकारी ग्लूऑन और क्वार्क-एंटीक्वार्क जोड़े के तथाकथित "समुद्र" के "रंग सीमित" थैले के रूप में माना जाना चाहिए। इसके अतिरिक्त, नाभिक अपने युकावा पायोन क्षेत्र से घिरा हुआ है जो मजबूत परमाणु बल के लिए जिम्मेदार है। यह तय करना मुश्किल हो सकता है कि आसपास के युकावा मेसन क्षेत्र को प्रोटॉन या नाभिक आकार के हिस्से के रूप में शामिल किया जाए या इसे एक अलग इकाई के रूप में माना जाए। आकार के कुछ पहलू को मापने के लिए वास्तविक प्रयोगात्मक प्रक्रियाएं मौलिक रूप से महत्वपूर्ण हैं, परमाणुओं और नाभिक के क्वांटम क्षेत्र में इसका जो भी अर्थ हो सकता है। सबसे पहले, नाभिक को इलेक्ट्रॉन प्रकीर्णन प्रयोगों की व्याख्या के लिए सकारात्मक आवेश के एक गोले के रूप में मॉडल किया जा सकता हैः इलेक्ट्रॉन क्रॉस-सेक्शन की एक श्रृंखला को "देखते हैं", जिसके लिए एक माध्य लिया जा सकता है। "आरएमएस" ("मूल माध्य वर्ग" के लिए) की योग्यता उत्पन्न होती है क्योंकि यह नाभिकीय क्रॉस-सेक्शन है, जो त्रिज्या के वर्ग के समानुपाती है, जो इलेक्ट्रॉन प्रकीर्णन के लिए निर्धारित करता है। आवेश त्रिज्या की यह परिभाषा अक्सर एक से अधिक क्वार्क से बने प्रोटॉन, न्यूट्रॉन, पायोन या केऑन जैसे समग्र हैड्रॉन पर लागू होती है। एक एंटी-मैटर बेरियन के मामले में (जैसे। एक एंटी-प्रोटॉन), और शुद्ध शून्य विद्युत आवेश वाले कुछ कण, इलेक्ट्रॉन प्रकीर्णन प्रयोगों की व्याख्या के लिए समग्र कण को सकारात्मक विद्युत आवेश के बजाय नकारात्मक के गोले के रूप में मॉडल किया जाना चाहिए। इन मामलों में, कण के आवेश त्रिज्या के वर्ग को ऋणात्मक के रूप में परिभाषित किया जाता है, जिसमें लंबाई की इकाइयों के साथ समान पूर्ण मूल्य होता है जो धनात्मक वर्ग आवेश त्रिज्या के बराबर होता है जो इसके पास होता यदि यह अन्य सभी मामलों में समान होता लेकिन कण में प्रत्येक क्वार्क में विपरीत विद्युत आवेश होता (आवेश त्रिज्या के साथ ही एक मान होता है जो लंबाई की इकाइयों के साथ एक काल्पनिक संख्या है)। यह प्रथागत है जब आवेश त्रिज्या एक कण के लिए आवेश त्रिज्या के बजाय आवेश त्रिज्या के ऋणात्मक मूल्यवान वर्ग की रिपोर्ट करने के लिए एक काल्पनिक क्रमांकित मूल्य लेती है। ऋणात्मक वर्ग आवेश त्रिज्या वाला सबसे प्रसिद्ध कण न्यूट्रॉन है। एक न्यूट्रॉन की वर्ग आवेश त्रिज्या अपने समग्र तटस्थ विद्युत आवेश के बावजूद नकारात्मक क्यों है, इसका शोधात्मक स्पष्टीकरण यह है कि ऐसा इसलिए है क्योंकि इसके ऋणात्मक आवेशित क्वार्क, औसतन, न्यूट्रॉन के बाहरी भाग में स्थित होते हैं, जबकि इसका धनात्मक आवेशित क्वार्क, औसतन, न्यूट्रॉन के केंद्र की ओर स्थित होता है। कण के भीतर आवेश का यह असममित वितरण पूरे कण के लिए एक छोटे से ऋणात्मक वर्ग आवेश त्रिज्या को जन्म देता है। लेकिन, यह विभिन्न प्रकार के सैद्धांतिक मॉडलों में से केवल सबसे सरल है, जिनमें से कुछ अधिक विस्तृत हैं, जिनका उपयोग न्यूट्रॉन के इस गुण की व्याख्या करने के लिए किया जाता है। ड्युटेरॉन और उच्च नाभिक के लिए, प्रकीर्णन आवेश त्रिज्या, आर. डी. (प्रकीर्णन डेटा से प्राप्त), और बद्ध-अवस्था आवेश त्रिज्या, आर. डी. के बीच अंतर करना पारंपरिक है, जिसमें एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में विसंगत चुंबकीय क्षण के व्यवहार के लिए डार्विन-फोल्डी शब्द शामिल है और जो स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटा के उपचार के लिए उपयुक्त है। जहाँ m और md क्रमशः इलेक्ट्रॉन और ड्यूटेरॉन के द्रव्यमान हैं, दोनों त्रिज्याएँ संबंधित हैं जबकि λC इलेक्ट्रॉन की कॉम्पटन तरंग दैर्ध्य है। प्रोटॉन के लिए, दोनों त्रिज्याएँ समान हैं। परमाणु आवेश त्रिज्या का पहला अनुमान 1909 में मैनचेस्टर विश्वविद्यालय, यू. के. की भौतिक प्रयोगशालाओं में अर्नेस्ट रदरफोर्ड के निर्देशन में हंस गीगर और अर्नेस्ट मार्सडेन द्वारा किया गया था। प्रसिद्ध प्रयोग में सोने की पन्नी द्वारा α-कणों का प्रकीर्णन शामिल था, जिसमें कुछ कण 90° से अधिक के कोणों के माध्यम से बिखरे हुए थे, जो कि α-स्रोत के रूप में पन्नी के उसी तरफ वापस आ रहे हैं। रदरफोर्ड 34 फेमटोमीटर के स्वर्ण नाभिक की त्रिज्या पर एक ऊपरी सीमा रखने में सक्षम थे। बाद के अध्ययनों में भारी नाभिक (A> 20) के लिए आवेश त्रिज्या और द्रव्यमान संख्या, A के बीच एक अनुभवजन्य संबंध पाया गयाः R ≈ r0A जहां 1.2-1.5 fm के अनुभवजन्य स्थिरांक r0 को प्रोटॉन की कॉम्पटन तरंग दैर्ध्य के रूप में व्याख्या की जा सकती है। यह स्वर्ण नाभिक (ए = 197) के लिए लगभग 7.69 एफ. एम. की आवेश त्रिज्या देता है। आधुनिक माप आधुनिक प्रत्यक्ष माप हाइड्रोजन और ड्यूटेरियम में परमाणु ऊर्जा स्तरों के सटीक माप और नाभिक द्वारा इलेक्ट्रॉनों के प्रकीर्णन के माप पर आधारित हैं। प्रोटॉनों और ड्यूटेरॉनों की आवेश त्रिज्यों को जानने में सबसे अधिक रुचि है, क्योंकि इनकी तुलना परमाणु हाइड्रोजन/ड्यूटेरियम के वर्णक्रम से की जा सकती हैः नाभिक का गैर-शून्य आकार इलेक्ट्रॉनिक ऊर्जा स्तरों में बदलाव का कारण बनता है जो वर्णक्रमीय रेखाओं की आवृत्ति में परिवर्तन के रूप में दिखाई देता है। इस तरह की तुलना क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स (क्यू. ई. डी.) का एक परीक्षण है। 2002 के बाद से, प्रोटॉन और ड्युटेरॉन चार्ज त्रिज्या को भौतिक स्थिरांकों के लिए अनुशंसित मूल्यों के कोडाटा सेट में स्वतंत्र रूप से परिष्कृत मापदंडों के रूप में देखा गया है, अर्थात स्कैटरिंग डेटा और स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटा दोनों का उपयोग अनुशंसित मूल्यों को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। 2018 कोडाटा अनुशंसित मान हैंः प्रोटॉनः आरपी = 8.414 (19) × 10−16 मीटर ड्यूटेरॉनः आरडी = 2.127 99 (74) × 10−15 मीटर म्यूओनिक हाइड्रोजन (एक प्रोटॉन और एक नकारात्मक म्यूऑन से युक्त एक विदेशी परमाणु) में लैम्ब शिफ्ट का हालिया माप प्रोटॉन चार्ज त्रिज्या के लिए काफी कम मूल्य को इंगित करता है, इस विसंगति का कारण स्पष्ट नहीं है। संदर्भ भौतिक स्थिरांक नाभिकीय रसायन नाभिकीय भौतिकी लंबाई हुः Atommag#Atommagok तुलाजडोनसागाई