Dlaczego neutrony są cięższe niż protony?

Dlaczego neutrony są cięższe niż protony?
Anonim

Odpowiedź:

Kwarki górne i kwarki dolne mają nieco inną masę.

Wyjaśnienie:

To pytanie wchodzi w sferę fizyki cząstek, ale na szczęście odpowiedź nie jest zbyt głęboka.

Jądra to termin grupy używany w odniesieniu do obu protony i neutrony. Obraz powyżej pokazuje twaróg skład tych dwóch subatomowych cząstek. Ale co są kwarki?

Kwarki są cząstkami podstawowymi, tzn. są, według naszej najlepszej wiedzy, niepodzielne. Istnieje sześć rodzajów kwarków, ale omówię tutaj tylko dwa z tych typów. Te dwa kwarki to kwark „w górę” (u) i kwark „w dół” (re). Zauważysz, że nukleon zawiera co najmniej 1 kwark w górę i co najmniej 1 kwark w dół: tożsamość ostatniego kwarka określa zatem tożsamość samego nukleonu.

Wynika stąd, że to nukleon opłata jest określona przez tożsamość jego kwarków składowych i jest to poprawne, ponieważ kwarki górne i dolne same mają różne ładunki. W górę kwark ma ładunek #+2/3#, podczas gdy kwark ma opłatę #-1/3#. Gdy sumujesz opłaty dwóch różnych kombinacji, zauważysz, co następuje:

#Q_p = Q_u + Q_u + Q_d = +2/3 +2/3 -1/3 = + 1 #

#Q_n = Q_u + Q_d + Q_d = +2/3 -1/3 -1/3 = 0 #

To wyjaśnia, dlaczego ładunek protonu wynosi +1, podczas gdy neutron jest neutralny.

Nie jest dobrze zrozumiane, dlaczego kwark górny ma inną masę niż kwark puchowy, ale byłoby to jedyne wyjaśnienie, dlaczego neutron jest cięższy niż proton. Poniższy artykuł zawiera informacje kontekstowe na temat kwarków, których można użyć do wyjaśnienia tych różnic masy w przyszłości:

www.quora.com/Why-is-a-down-quark-heavier-than-an-up-quark