لماذا تكون النيوترونات أثقل من البروتونات؟

إجابة:

كوارك أعلى وأسفل كواركات مختلفة قليلا في الكتلة.

تفسير:

يكمن هذا السؤال في عوالم فيزياء الجسيمات ، ولكن لحسن الحظ ، فإن الإجابة ليست متعمقة للغاية.

نويات هو مصطلح المجموعة المستخدمة للإشارة إلى كليهما البروتونات و النيوترونات. الصورة أعلاه تظهر كوارك تكوين هذين الجسيمات دون الذرية. ولكن ماذا هي الكواركات؟

الكواركات هي جزيئات أساسية ، بمعنى أنها غير قابلة للتجزئة. هناك ستة أنواع من الكوارك ، لكنني سأناقش فقط نوعين من هذه الأنواع هنا. هذان الكواركات هما كوارك 'up' (ش) وكوارك "لأسفل" (د). ستلاحظ أن النوكليون يحتوي على كوارك واحد على الأقل ، وكوارك واحد على الأقل: هوية الكوارك النهائي ، وبالتالي ، هي التي تحدد هوية النوكليون نفسه.

ويترتب على ذلك إذن أن تكون النواة الشحنة يتم تحديدها بواسطة هوية الكواركات المكونة لها ، وهذا صحيح ، لأن الكواركات صعود ا وهبوط ا لها تهم مختلفة. كوارك يصل لديه تهمة #+2/3#، بينما كوارك أسفل لديه تهمة #-1/3#. عندما تقوم بإجمالي رسوم التوليفتين المختلفتين ، ستلاحظ ما يلي:

#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 #

هذا ما يفسر لماذا تكون شحنة البروتون +1 بينما النيوترون محايد.

من غير المفهوم جيد ا سبب وجود كوارك أعلى له كتلة مختلفة من كوارك لأسفل ، لكن هذا سيكون التفسير الوحيد لسبب كون النيوترون أثقل من البروتون. توفر المقالة التالية معلومات سياقية حول الكواركات ، والتي يمكن استخدامها لتفسير هذه الاختلافات الجماعية في المستقبل:

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