Почему нейтроны тяжелее протонов?

Ответ:

Вверх кварки и вниз кварки немного отличаются по массе.

Объяснение:

Этот вопрос отходит в области физики элементарных частиц, но, к счастью, ответ не слишком углублен.

Нуклоны это групповой термин, используемый для обозначения обоих протоны а также нейтроны, Изображение выше показывает кварк состав этих двух субатомных частиц. Но что являются кварки?

Кварки являются фундаментальными частицами, то есть, насколько нам известно, неделимы. Существует шесть типов кварков, но я расскажу только о двух из них. Эти два кварка являются «восходящим» кварком (U) и «вниз» кварк (d). Вы заметите, что нуклон содержит, по крайней мере, 1 восходящий кварк и, по крайней мере, 1 нижний кварк: следовательно, идентичность конечного кварка определяет идентичность самого нуклона.

Отсюда следует, что нуклон обвинять определяется идентичностью составляющих его кварков, и это правильно, потому что верхний и нижний кварки сами имеют разные заряды. Кварк имеет заряд #+2/3#в то время как вниз кварк имеет заряд #-1/3#, При суммировании сборов двух разных комбинаций вы увидите следующее:

#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 #

Это объясняет, почему заряд протона равен +1, а нейтрон нейтрален.

Не совсем понятно, почему восходящий кварк имеет массу, отличную от нисходящего, но это было бы единственным объяснением того, почему нейтрон тяжелее протона. Следующая статья содержит контекстную информацию о кварках, которую можно использовать для объяснения этих массовых различий в будущем:

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