×
Nukleon

Nukleon is die versamelnaam van neutrone en protone in fisika en chemie. Albei maak deel van die atoomkern uit. Die getal nukleone in ’n kern bepaal ’n isotoop se massagetal.

Kwarksamestelling van ’n nukleon

Proton (p):uud
Neutron (n):udd
Antiproton (p):uud
Antineutron (n):udd
’n Proton (p) is saamgestel uit twee opkwarke (u) en ’n afkwark (d): uud. ’n Neutron (n) het een opkwark (u) en twee afkwarke (d): udd. ’n Antiproton (p) het twee op-antikwarke (u) en ’n af-antikwark (d):uud. ’n Antineutron (n) het ’n op-antikwark (u) en twee af-antikwarke (d):udd. Die kleure van individuele kwarke is arbitrêr, maar al die kleure (rooi, groen en blou) moet teenwoordig wees.

Tot die 1960's is nukleone beskou as elementêre deeltjies, wat nie uit kleiner deeltjies bestaan nie. Nou is dit bekend dat hulle saamgestelde deeltjies is wat uit kwarke bestaan wat deur die sogenaamde sterk wisselwerking gebind word. Die wisselwerkings tussen twee of meer nukleone word internukleonwisselwerkings of kernkrag genoem, wat ook deur die sterk wisselwerking meegebring word. (Voor die ontdekking van kwarke het die term "sterk wisselwerking" net na internukleonwisselwerkings verwys.)

Nukleons val op die grens waar deeltjiefisika en kernfisika oorvleuel. Deeltjiefisika, veral kwantumchromodinamika, verskaf die basiese vergelykings wat die eienskappe van kwarke en die sterk wisselwerking verduidelik. Hierdie vergelykings verduidelik kwantitatief hoe kwarke saam kan bind in protone en neotrone (en al die ander hadrone). Wanneer meervoudige nukleone egter saam voorkom in ’n atoomkern (nuklied), word hierdie basiese vergelykings te moeilik om regstreeks op te los. In plaas daarvan word nukleone bestudeer in kernfisika, die veld van nukleone en hul wisselwerkings deur middel van benaderings en modelle soos die kernskilmodel. Hierdie modelle kan nuklied-eienskappe suksesvol verduidelik, soos byvoorbeeld of ’n spesifieke nuklied radioaktiewe verval ondergaan of nie.

Die proton en neutron is albei barione en fermione. Die proton het ’n positiewe elektriese lading en die neutron ’n lading van nul; die proton se massa is net sowat 0,13% of minder van dié van die neutron. Hulle kan dus beskou word as twee toestande van dieselfde nukleon, en saam vorm hulle ’n isospindoeblet (I =12). In isospinruimte kan neutrone in protone omgesit word deur SU(2)-simmetrieë, en omgekeerd.

Inhoud

Eienskappe

’n Atoomkern word hier gewys as ’n kompakte bondel van die twee soorte nukleone, protone (rooi) en neutrone (blou). Op dié skets is die protone en neutrone losstaande, wat die konvensionele siening in byvoorbeeld chemie is. In ’n werklike kern, soos verstaan in moderne kernfisika, is die nukleone gedeeltelik gedelokaliseer en organiseer hulle hulself volgens die wette van kwantumchromodinamika.

Protone en neutrone is die bekendste vir hul rol as nukleone, dus as die komponente van atoomkerns, maar hulle bestaan ook as vrye deeltjies. Vrye neutrone is onstabiel, met ’n halveertyd van sowat 13 minutes, maar hulle kom algemeen in die natuur voor en het belangrike toepassings (neutronbestraling, neutronverspreiding). Enkelprotone, wat nie aan ander nukleone gebind is nie, word gewoonlik beskou as die kerns van waterstofatome of-ione, maar in sommige buitengewone gevalle (kosmiese strale, protonstrale) kan hulle as vrye protone beskou word.

Nie die proton of neutron is elementêre deeltjies nie, want hulle bestaan elk uit drie kwarke. ’n Proton bestaan uit twee opkwarke en ’n afkwark, en ’n neutron uit ’n opkwark en twee afkwarke. Kwarke word bymekaargehou deur die sterk wisselwerking (of sterk krag), of ekwivalent daaraan deur gluone, wat die sterk krag bemiddel.

’n Opkwark het ’n elektriese lading +23 e, en ’n afkwark het ’n lading -13 e. Die gesamentlike lading van ’n proton en ’n neutron is dus onderskeidelik +1 e en 0. Die neutron is dus elektries neutraal, vandaar sy naam.

Die massa van die proton en neutron is baie dieselfde: Die proton s’n is1,6726×10−27 kg, of938,27 MeV/c2, en die neutron s’n1,6749×10−27 kg, of939,57 MeV/c2. Die neutron is rofweg 0,13% swaarder. Die effense verskil kan verduidelik word aan die hand van die verskille in massa van die op- en afkwarke.

Albei deeltjies se spin is12, wat beteken albei is fermione, en nes elektrone (en anders as bosone), onderworpe aan die uitsluitingsbeginsel van Pauli, ’n baie belangrike verskynsel in kernfisika: Protone en neutrone in ’n atoomkern kan nie almal in dieselfde kwantumtoestand wees nie; hulle sprei uit in kernskille analoog aan die elektronskille in chemie.

Die magnetiese moment van ’n proton, wat as μp aangedui word, is2,79 kernmagneton (μN) en dié van die neutron μn =−1,91 μN.

Stabiliteit

’n Neutron in ’n vry toestand is ’n onstabiele deeltjie, met ’n halveertyd van sowat 13 minute. Dit ondergaan β--verval (’n soort radioaktiewe verval) deur in ’n proton te verander terwyl dit ’n elektron en ’n elektron-antineutrino vrystel. ’n Proton wat alleen voorkom, is vermoedelik stabiel of het andersins so ’n lang leeftyd dat dit te lank is om te meet.

In ’n kern kan gebonde protone en neutrone egter stabiel of onstabiel wees na gelang van die nuklied, of kernspesie. In sommige nukliede kan ’n neutron in ’n proton verander (en ander deeltjies produseer) soos bo beskryf; die omgekeerde kan ook voorkom, waar ’n proton in ’n neutron verander (en ook ander deeltjies produseer) deur β+-verval, of elektronvangs. In ander nukliede is albei deeltjies stabiel en verander hulle nie van vorm nie.

Antinukleone

Albei nukleone het ooreenstemmende antideeltjies: die antiproton en antineutron, wat dieselfde massa en teenoorgestelde lading as die proton en neutron het. Hul wisselwerking is dieselfde. In besonder kan antinukleone in ’n "antikern" bind. Tot dusver het wetenskaplikes antideuterium- en antihelium-3-kerns geskep.

Tabel van eienskappe

Nukleone (I =12; S = C = B' = 0)
Deeltjie Simbool Kwark-
inhoud
Massa (MeV/c Mass (u) I3 JP Q (e) Gemiddelde leeftyd (s) Verval gewoonlik in
Proton p / p+ / N+ uud 0938.272013 !938,272013±0,000023 1.00727646688 !1,00727646677±0,00000000010 0.5 !+12 0.5 !12+ 1 !+1 +10 !Stabiel Nie waargeneem
Neutron n / n0 / N0 udd 0939.565346 !939,565346±0,000023 1.00866491560 !1,00866491597±0,00000000043 -0.5 !-12 0.5 !12+ 0 +2 !8,857±0,008×102 p + e + νe
Antiproton p /p /N uud 0938.272013 !938,272013±0,000023 1.00727646688 !1,00727646677±0,00000000010 -0.5 !-12 0.5 !12+ -1 !−1 +10 !Stabiel Nie waargeneem
Antineutron n /n0 /N0 udd 0939.565346 !939,485±0,051 1.00866491560 !1,00866491597±0,00000000043 0.5 !+12 0.5 !12+ 0 +2 !8,857±0,008×102 p +e+ +νe
  1. Die massa van die proton en neutron is baie meer presies in atoommassaeenhede (u) as in MeV/c2 vanweë die relatief onbekende waarde van die elementêre lading.
  2. Minstens 1035 jaar.
  3. Vir vrye neutrone; in die algemeenste kerns is neutrone stabiel.
  1. Massam, T; Muller, Th.; Righini, B.; Schneegans, M.; Zichichi, A. (1965). "Experimental observation of antideuteron production". Il Nuovo Cimento. 39 (1): 10–14. Bibcode:. doi:.
  2. Dorfan, D. E; Eades, J.; Lederman, L. M.; Lee, W.; Ting, C. C. (June 1965). "Observation of Antideuterons". Phys. Rev. Lett. 14 (24): 1003–1006. Bibcode:. doi:.
  3. R. Arsenescu; et al. (2003). "Antihelium-3 production in lead-lead collisions at 158 A GeV/c". New Journal of Physics. 5 (1): 1. Bibcode:. doi:.

Lyste van deeltjies

Publikasie datum: September 25, 2021

nukleon, versamelnaam, neutrone, protone, fisika, chemie, albei, maak, deel, atoomkern, getal, nukleone, kern, bepaal, isotoop, massagetal, kwarksamestelling, nukleonproton, dneutron, dantiproton, dantineutron, proton, saamgestel, twee, opkwarke, afkwark, neut. Nukleon is die versamelnaam van neutrone en protone in fisika en chemie Albei maak deel van die atoomkern uit Die getal nukleone in n kern bepaal n isotoop se massagetal Kwarksamestelling van n nukleonProton p u u dNeutron n u d dAntiproton p u u dAntineutron n u d d n Proton p is saamgestel uit twee opkwarke u en n afkwark d uud n Neutron n het een opkwark u en twee afkwarke d udd n Antiproton p het twee op antikwarke u en n af antikwark d u u d n Antineutron n het n op antikwark u en twee af antikwarke d u d d Die kleure van individuele kwarke is arbitrer maar al die kleure rooi groen en blou moet teenwoordig wees Tot die 1960 s is nukleone beskou as elementere deeltjies wat nie uit kleiner deeltjies bestaan nie Nou is dit bekend dat hulle saamgestelde deeltjies is wat uit kwarke bestaan wat deur die sogenaamde sterk wisselwerking gebind word Die wisselwerkings tussen twee of meer nukleone word internukleonwisselwerkings of kernkrag genoem wat ook deur die sterk wisselwerking meegebring word Voor die ontdekking van kwarke het die term sterk wisselwerking net na internukleonwisselwerkings verwys Nukleons val op die grens waar deeltjiefisika en kernfisika oorvleuel Deeltjiefisika veral kwantumchromodinamika verskaf die basiese vergelykings wat die eienskappe van kwarke en die sterk wisselwerking verduidelik Hierdie vergelykings verduidelik kwantitatief hoe kwarke saam kan bind in protone en neotrone en al die ander hadrone Wanneer meervoudige nukleone egter saam voorkom in n atoomkern nuklied word hierdie basiese vergelykings te moeilik om regstreeks op te los In plaas daarvan word nukleone bestudeer in kernfisika die veld van nukleone en hul wisselwerkings deur middel van benaderings en modelle soos die kernskilmodel Hierdie modelle kan nuklied eienskappe suksesvol verduidelik soos byvoorbeeld of n spesifieke nuklied radioaktiewe verval ondergaan of nie Die proton en neutron is albei barione en fermione Die proton het n positiewe elektriese lading en die neutron n lading van nul die proton se massa is net sowat 0 13 of minder van die van die neutron Hulle kan dus beskou word as twee toestande van dieselfde nukleon en saam vorm hulle n isospindoeblet I 1 2 In isospinruimte kan neutrone in protone omgesit word deur SU 2 simmetriee en omgekeerd Inhoud 1 Oorsig 1 1 Eienskappe 1 2 Stabiliteit 1 3 Antinukleone 1 4 Tabel van eienskappe 2 Verwysings 2 1 Lyste van deeltjies 3 Eksterne skakelsOorsig WysigEienskappe Wysig n Atoomkern word hier gewys as n kompakte bondel van die twee soorte nukleone protone rooi en neutrone blou Op die skets is die protone en neutrone losstaande wat die konvensionele siening in byvoorbeeld chemie is In n werklike kern soos verstaan in moderne kernfisika is die nukleone gedeeltelik gedelokaliseer en organiseer hulle hulself volgens die wette van kwantumchromodinamika Protone en neutrone is die bekendste vir hul rol as nukleone dus as die komponente van atoomkerns maar hulle bestaan ook as vrye deeltjies Vrye neutrone is onstabiel met n halveertyd van sowat 13 minutes maar hulle kom algemeen in die natuur voor en het belangrike toepassings neutronbestraling neutronverspreiding Enkelprotone wat nie aan ander nukleone gebind is nie word gewoonlik beskou as die kerns van waterstofatome of ione maar in sommige buitengewone gevalle kosmiese strale protonstrale kan hulle as vrye protone beskou word Nie die proton of neutron is elementere deeltjies nie want hulle bestaan elk uit drie kwarke n Proton bestaan uit twee opkwarke en n afkwark en n neutron uit n opkwark en twee afkwarke Kwarke word bymekaargehou deur die sterk wisselwerking of sterk krag of ekwivalent daaraan deur gluone wat die sterk krag bemiddel n Opkwark het n elektriese lading 2 3 e en n afkwark het n lading 1 3 e Die gesamentlike lading van n proton en n neutron is dus onderskeidelik 1 e en 0 Die neutron is dus elektries neutraal vandaar sy naam Die massa van die proton en neutron is baie dieselfde Die proton s n is 1 6726 10 27 kg of 938 27 MeV c2 en die neutron s n 1 6749 10 27 kg of 939 57 MeV c2 Die neutron is rofweg 0 13 swaarder Die effense verskil kan verduidelik word aan die hand van die verskille in massa van die op en afkwarke Albei deeltjies se spin is 1 2 wat beteken albei is fermione en nes elektrone en anders as bosone onderworpe aan die uitsluitingsbeginsel van Pauli n baie belangrike verskynsel in kernfisika Protone en neutrone in n atoomkern kan nie almal in dieselfde kwantumtoestand wees nie hulle sprei uit in kernskille analoog aan die elektronskille in chemie Die magnetiese moment van n proton wat as mp aangedui word is 2 79 kernmagneton mN en die van die neutron mn 1 91 mN Stabiliteit Wysig n Neutron in n vry toestand is n onstabiele deeltjie met n halveertyd van sowat 13 minute Dit ondergaan b verval n soort radioaktiewe verval deur in n proton te verander terwyl dit n elektron en n elektron antineutrino vrystel n Proton wat alleen voorkom is vermoedelik stabiel of het andersins so n lang leeftyd dat dit te lank is om te meet In n kern kan gebonde protone en neutrone egter stabiel of onstabiel wees na gelang van die nuklied of kernspesie In sommige nukliede kan n neutron in n proton verander en ander deeltjies produseer soos bo beskryf die omgekeerde kan ook voorkom waar n proton in n neutron verander en ook ander deeltjies produseer deur b verval of elektronvangs In ander nukliede is albei deeltjies stabiel en verander hulle nie van vorm nie Antinukleone Wysig Albei nukleone het ooreenstemmende antideeltjies die antiproton en antineutron wat dieselfde massa en teenoorgestelde lading as die proton en neutron het Hul wisselwerking is dieselfde In besonder kan antinukleone in n antikern bind Tot dusver het wetenskaplikes antideuterium 1 2 en antihelium 3 kerns 3 geskep Tabel van eienskappe Wysig Nukleone I 1 2 S C B 0 Deeltjie Simbool Kwark inhoud Massa MeV c Mass u nota 1 I3 JP Q e Gemiddelde leeftyd s Verval gewoonlik inProton PDG 1 p p N uu d 0938 272013 938 2720 13 0 0000 23 1 00727646688 1 0072 764 667 7 0 0000 000 001 0 0 5 1 2 0 5 1 2 1 1 10 Stabiel nota 2 Nie waargeneemNeutron PDG 2 n n0 N0 u d d 0939 565346 939 5653 46 0 0000 23 1 00866491560 1 0086 649 159 7 0 0000 000 004 3 0 5 1 2 0 5 1 2 0 2 8 857 0 008 102 nota 3 p e n eAntiproton p p N u u d 0938 272013 938 2720 13 0 0000 23 1 00727646688 1 0072 764 667 7 0 0000 000 001 0 0 5 1 2 0 5 1 2 1 1 10 Stabiel nota 2 Nie waargeneemAntineutron n n 0 N 0 u d d 0939 565346 939 485 0 051 1 00866491560 1 0086 649 159 7 0 0000 000 004 3 0 5 1 2 0 5 1 2 0 2 8 857 0 008 102 nota 3 p e ne Die massa van die proton en neutron is baie meer presies in atoommassaeenhede u as in MeV c2 vanwee die relatief onbekende waarde van die elementere lading 2 0 2 1 Minstens 1035 jaar 3 0 3 1 Vir vrye neutrone in die algemeenste kerns is neutrone stabiel Verwysings Wysig Massam T Muller Th Righini B Schneegans M Zichichi A 1965 Experimental observation of antideuteron production Il Nuovo Cimento 39 1 10 14 Bibcode 1965NCimS 39 10M doi 10 1007 BF02814251 Dorfan D E Eades J Lederman L M Lee W Ting C C June 1965 Observation of Antideuterons Phys Rev Lett 14 24 1003 1006 Bibcode 1965PhRvL 14 1003D doi 10 1103 PhysRevLett 14 1003 R Arsenescu et al 2003 Antihelium 3 production in lead lead collisions at 158 A GeV c New Journal of Physics 5 1 1 Bibcode 2003NJPh 5 1A doi 10 1088 1367 2630 5 1 301 Lyste van deeltjies Wysig Particle listings p Particle listings nEksterne skakels Wysig Hierdie artikel is vertaal uit die Engelse WikipediaOntsluit van https af wikipedia org w index php title Nukleon amp ol,