化学と物理学では、核子 原子核内の陽子または中性子です。対照的に、核子とは見なされない自由な陽子と中性子があります。陽子は正味の正電荷を持っていますが、中性子は電気的に中性です。したがって、原子核内の核子は正味の正電荷を持っています。
質量数と原子質量
陽子と中性子 (核子) の数の合計は、原子の質量数 (A) です。実際、この値は核子数と呼ばれることもあります。同じ元素の質量数の違いによって、その元素の同位体が識別されますが、含まれる中性子の数だけが異なります。
電子の質量は、陽子と中性子の質量に比べて無視できるほど小さいため、原子質量は核子の質量の合計です。
核子組成
各核子は、クォークと呼ばれる 3 つの素粒子で構成されています。陽子は 2 つのアップ クォークと 1 つのダウン クォークで構成され、中性子は 1 つのアップ クォークと 2 つのダウン クォークで構成されます。各アップ クォークの電荷は +2/3 ですが、ダウン クォークの電荷は -1/3 です。
陽子と中性子の質量は似ています。陽子の質量は 1.6726×10 kg または 938.27 MeV/c です。 .中性子の質量は 1.6749×10 kg または 939.57 MeV/c であり、陽子よりも約 0.13% 重くなります。
核内の核子相互作用
陽子同士は同じ電荷を持っているので反発しますが、すべての核子は強い相互作用によって引き合います。強い相互作用は、電気的な引力や反発力よりも強力ですが、非常に短い範囲で作用します。核子が互いに引き合うとき、それらは強い核力を介して結合します。電子間の化学結合形成と同様に、核子の結合も核結合エネルギーと呼ばれるエネルギーを放出します。核結合の結果の 1 つは、原子核を作るために使用される陽子と中性子の質量の合計が、結果として生じる原子核の質量よりも大きくなることです。これを質量欠損といいます。また、原子核から陽子または中性子を切り離すには、エネルギーの入力が必要です。
原子図は通常、陽子と中性子を別々の球体として無作為に詰め込んで原子核を形成するように描いています。実際には、核子は部分的に非局在化しています。実際、素粒子物理学者は、原子核内の陽子と中性子を別々の実体ではなく、2 つの核子状態であると考えています。 2 つの状態は、アイソスピン ダブレットを形成します。中性子は陽子に変換でき、陽子は中性子に変換できます。
反核子
反陽子と反中性子は、陽子と中性子に対応する反物質粒子です。反陽子は 2 つのアップ反クォークと 1 つのダウン反クォークで構成され、反中性子は 1 つのアップ反クォークと 2 つのダウン反クォークで構成されます。反物質原子には、反核子からなる原子核が含まれています。
参考文献
- DeGrand, T.; Jaffe、RL。ジョンソン、Ｋ． Kiskis, J. (1975) 「光ハドロンの質量とその他のパラメーター」。 Phys. Rev. D 12 :2060. doi:10.1103/PhysRevD.12.2060
- Griffiths, David J. (2008). 素粒子入門 （第2改訂版）。ワイリー-VCH。 ISBN 978-3-527-40601-2.
- マッサム、T。 Muller, Th.; Righini、B。 Schneegans、M。 Zichichi, A. (1965)。 「反重陽子生成の実験的観察」。 Il Nuovo Cimento . 39 (1):10–14. doi:10.1007/BF02814251
