Що таке нуклони

Що таке нуклони

Нуклон - це загальна назва протона і нейтрона, частинок, з яких складаються ядра атомів. Велика частина маси атома припадає на нуклони. Незважаючи на те, що протони і нейтрони розрізняються в деяких властивостях і поведінці, фізики схильні вважати їх членами одного "сімейства".


Протони і нейтрони мають майже однакову масу, різниця її становить не більше 1%. Сили, що діють між двома протонами або нейтронами, на однаковій відстані, практично рівні. Найбільш істотною відмінністю між нейтроном і протоном є наявність у останнього позитивного електричного заряду. Нейтрон, на відміну від протона, заряду не має.

Фундаментальною частинкою речовини є ядро водню, оскільки вона являє собою протон. Цей факт встановив Е.Резерфорд, він довів, що маса позитивного заряду атома знаходиться в дуже маленькій області простору. Маса протона в 1836 разів перевищує масу електрона, а його електричний заряд дорівнює за величиною заряду електрону, але має протилежний знак. Так само, як і електрон, протон володіє спином, не рівним нулю. Спін - це характеристика обертання частинки навколо своєї осі, аналогічно добовому обертанню Землі. Якщо протон знаходиться в магнітному полі, то він обертається, як юла, під впливом сили тяжкості. Швидкість цього руху визначається магнітним моментом. Його напрямок біля протона збігається з напрямком осі обертання.

Існування нейтронів було доведено асистентом Е. Резерфорда Дж. Чедвіком. У своєму досвіді Чедвік опромінював берилій, який у свою чергу також ставав джерелом випромінювання. Дане випромінювання при зіткненні з ядрами вибивало з них протони. Чедвік припустив, що випромінювання являє собою потік частинок з масою, рівною масі протона, але не мають електричного заряду, і назвав їх нейтронами. У сучасній фізиці існує кваркова модель, що дає уявлення про структуру нуклонів. Згідно з нею, нуклони складаються з кварків трьох типів - більш простих частинок. Якщо по даній теорії заряд протону позначити через е, то він буде мати два кварки з зарядом + 2/3е і один кварк з зарядом -1/3е, а нейтрон - один кварк з зарядом + 2/3е і два кварка з зарядом -1/3е. Ця модель має досить переконливе підтвердження в експериментах з розсіювання електронів високих енергій. Електрони при взаємодії з нуклонами виявили у них присутність внутрішньої структури.