נוקליאון

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

יש לך הודעות חדשות (השווה לגרסה הקודמת).

נוקליאון, בפיזיקת חלקיקים, הוא שם כללי לבאריונים פרוטון ונייטרון, המרכיבים את גרעין האטום. עד לשנות ה־60 של המאה ה־20, נהוג היה לחשוב כי שני הנוקליאונים הם חלקיקים אלמנטריים, אך כיום ידוע כי הם מורכבים מקווארקים וגלואונים. הבנת תכונות הנוקליאונים היא אחת המטרות המרכזיות של הכרומודינמיקה הקוונטית, התאוריה המודרנית העוסקת בתגובות חזקות.

הפרוטון הוא הבאריון הקל ביותר ויציבותו תלויה במספר הבאריון שלו. לפיכך, מטיל אורך חייו של הפרוטון מגבלות חמורות על תאוריות המנסות להרחיב את המודל הסטנדרטי. הנייטרונים מתפרק לפרוטונים באמצעות ההתפרקות החלשה.

[עריכה] הפרוטון

ערך מורחב – פרוטון

מספרו הקוונטי הוא 1/2⁺, מטענו +1, ומסתו עומדת על 938.272029±0.000080 MeV. הפרוטון מרכיב את כל גרעין אטום המימן.

על פי מספר תאוריות GUT, ייתכן כי הפרוטון דועך. במקרה כזה, זמן מחצית החיים המינימלי הוא 2.1×10²⁹ שנים. רדיוס המטען נמדד בעיקר באמצעות פיזור אלקטרון־פרוטון, והוא עומד על 0.870±0.008 fm.

בסוגי דעיכה מסוימים, לאנטי־לפטון או לפטון ומזון, זמן הדעיכה עשוי לעמוד על 10³² שנים. לפיכך, נהוג לראות בפרוטון חלקיק יציב, ומספר הבאריון שלו נשמר.

[עריכה] הנייטרון

ערך מורחב – נייטרון

לנייטרון אין מטען חשמלי ומסתו עומדת על 939.565360±0.000081 MeV/c². אורך חייו של הנייטרון הוא 885.7±0.8 שניות. הוא מתפרק התפרקות חלשה:

$n\to p+e+\overline\nu_e$

[עריכה] אנטי־נוקליאונים

סימטריית CPT מטילה הגבלות חמורות על תכונותיהם של חלקיקים ואנטי־חלקיקים. לדוגמה, מטעניהם של הפרוטון והאנטי־פרוטון חייבים להיות שווים. השוויון בין השניים נמדד בדיוק של 10^-8, וכך גם לגבי מסתם.

[עריכה] מיון במודל הקווארקים

במיון קווארקים בטעם (SU(2, שני הנוקליאונים משתייכים למצב הבסיסי השני, בו הפרוטון מורכב מהרכב של הקוורקים UUD, ואילו הנייטרון מורכב מ־UDD. בטעם (SU(3, הם משתייכים למצב הבסיסי ה־8 של באריונים בעלי ספין 1/2. בהרחבה ל־(SU(4 (תוך הכללה של הקווארק מטעם "קסום"), ניתן לשייך אותם למצב הבסיסי ה־20.