陽子と中性子は電気的に引き合うことはありませんが、なぜ原子核内でくっつくのか不思議に思ったことはありませんか?強い相互作用は強力な核力を生成し、粒子が十分に接近すると物質を結合します。
強い力が核をまとめている
強い力は、4 つの基本的な力の 1 つです。残りの 3 つは電磁気、弱い力、重力です。強い力を感じるには、粒子が互いに非常に接近している必要がありますが、1 フェムトメートル (10 m) の距離では、強い力は電磁気の 137 倍、弱い力の 100 万倍、100 億倍になります。 (10) 重力の 10 倍。
1 フェムトメートルから 3 フェムトメートルの範囲では、強い力が核子 (陽子と中性子) を結合して原子核を形成します。また、クォークから陽子と中性子を形成する力でもあります。約 0.8 フェムトメートルの距離では、グルーオンと呼ばれる質量のない粒子が陽子と中性子を作る力を持っています。陽子または中性子の質量の約 99% は、強力な力場エネルギーに起因します。クォークは、測定された質量の約 1% しか寄与していません!
原子中の陽子、中性子、電子
アトムを考えてみましょう:
電子は負の電荷を帯びているため、原子核内の陽子に引き寄せられます。しかし、電子は非常に小さく、非常に速く動きます。それらは、衛星が地球の周りに落ちるのと同じように、核の周りに落ちます。電子が原子核を通過することは理論的には可能ですが、くっつくことはできません。原子核は原子の他の部分よりも密度が高いですが、実際にはほとんど物質を含んでおらず、電子の動きが速すぎて訪問以上のことができません.
陽子と中性子は電気的に引き合うことはありませんが、十分に近づくと中間子と呼ばれる粒子を交換し、強い力で結合します。結合した核子を分離するには、かなりのエネルギーが必要です。
陽子は、正電荷のために互いに電気的に反発します。それらが高速で接近したり、圧力によって押し付けられたりすると、強い力がそれらを結合するのに十分なほど接近します.電気的反発力は依然として存在するため、陽子を追加するよりも中性子を原子核に追加する方が簡単です.
参考文献
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- Kane, G.L. (1987). 現代の素粒子物理学 .ペルセウスの本。 ISBN 978-0-201-11749-3.
