Warum sind Neutronen schwerer als Protonen?

Warum sind Neutronen schwerer als Protonen?
Anonim

Antworten:

Up-Quarks und Down-Quarks unterscheiden sich leicht in der Masse.

Erläuterung:

Diese Frage streift in die Bereiche der Teilchenphysik, aber zum Glück ist die Antwort nicht zu ausführlich.

Nukleonen ist der Gruppenterm, der für beide verwendet wird Protonen und Neutronen. Das Bild oben zeigt die Quark Zusammensetzung dieser zwei subatomaren Teilchen. Aber was sind Quarks

Quarks sind fundamentale Teilchen, d. h. sie sind nach unserem besten Wissen unteilbar. Es gibt sechs Arten von Quarks, aber ich werde hier nur zwei dieser Arten besprechen. Diese beiden Quarks sind das "Up" -Quark (u) und das Quark 'down' (d). Sie werden feststellen, dass ein Nukleon mindestens 1 Up-Quark und mindestens 1 Down-Quark enthält: Die Identität des endgültigen Quarks bestimmt daher die Identität des Nukleons selbst.

Daraus folgt also das eines Nukleons aufladen wird durch die Identität seiner konstituierenden Quarks bestimmt, und dies ist richtig, da die aufwärts und abwärts gerichteten Quarks selbst unterschiedliche Ladungen haben. Ein Up-Quark hat eine Ladung von #+2/3#, während ein Down-Quark eine Ladung hat #-1/3#. Wenn Sie die Gebühren für die beiden verschiedenen Kombinationen addieren, werden Sie Folgendes beachten:

#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 #

Dies erklärt, warum die Ladung eines Protons +1 ist, während ein Neutron neutral ist.

Es ist nicht gut verstanden, warum ein Up-Quark eine andere Masse hat als ein Down-Quark, aber dies wäre die einzige Erklärung, warum ein Neutron schwerer ist als ein Proton. Der folgende Artikel enthält kontextbezogene Informationen zu Quarks, mit denen diese Massenunterschiede in der Zukunft erklärt werden können:

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