Miksi neutronit ovat raskaampia kuin protonit?

Miksi neutronit ovat raskaampia kuin protonit?
Anonim

Vastaus:

Ylös kvarkit ja alaspäin olevat kvarkit ovat hieman erilaiset massassa.

Selitys:

Tämä kysymys osuu hiukkasfysiikan alueisiin, mutta onneksi vastaus ei ole liian syvällinen.

nukleoneja on ryhmän termi, jota käytetään viittaamaan molempiin protoneja ja neutronit. Yllä oleva kuva näyttää kvarkki näiden kahden aatomihiukkasen koostumus. Mutta mitä olemme kvarkkien?

kvarkkien ovat perushiukkasia, ts. ne ovat parhaan tietomme mukaan jakamattomia. Quarkia on kuusi eri tyyppiä, mutta käsittelen täällä vain kahta tyyppiä. Nämä kaksi kvarkkia ovat "up" quark (U) ja "alaspäin" oleva kvarkki (d). Huomaat, että ydin sisältää ainakin yhden ylöspäin ulottuvan kvarkin ja ainakin yhden alaspäin olevan kvarkin: lopullisen kvarkin identiteetti on siis se, mikä määrittää itse ydintekijän identiteetin.

Sitten seuraa, että ydin on veloittaa määräytyy sen osien kvarkkien identiteetin mukaan, ja tämä on oikein, koska ylös ja alas kvarkeilla on erilaiset maksut itse. Ylös kvarkilla on vastuu #+2/3#, kun taas alaspäin ulottuva kvarkki on vastuussa #-1/3#. Kun summaat kahden eri yhdistelmän maksut, noudatat seuraavia:

#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 #

Tämä selittää, miksi protonin lataus on +1, kun taas neutroni on neutraali.

Ei ole täysin ymmärretty, miksi ylemmässä kvarkissa on erilainen massa kuin alaspäin oleva kvarki, mutta tämä olisi ainoa selitys sille, miksi neutroni on raskaampi kuin protoni. Seuraavassa artikkelissa on tietoa asiayhteydestä kvarkeista, joita voidaan käyttää selittämään nämä massan erot tulevaisuudessa:

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