Нуклон

НУКЛО́Н (від лат. nucleus – ядро) – спільне найменування складових частин атомного ядра – протона і нейтрона. Протон має позитив. заряд, що чисельно дорівнює заряду електрона е = 1,602 · 10^-19Кл; його маса в 1840 разів більша маси електрона: m_р = 1,6726485 · 10^-27 кг. Нейтрон є електрично нейтрал. частинкою. В ядер. фізиці використовують атомну одиницю маси (а. о. м.) та її енергет. еквівалент – електрон-вольт (еВ). За одну а. о. м. приймають 1/12 маси нейтрал. атома вуглецю-12. Маса спокою протона дорівнює m_p = 1,007276470 а. о. м., що відповідає 938,2796 МеВ. Маса спокою нейтрона близька до маси протона і становить m_n = 1,00866 а. о. м. (CODATA 2014). Сумарне число протонів і нейтронів у складі ядра називають масовим числом. Масове число A дорівнює округленій до найближчого цілого числа атом. масі елемента. Число протонів Z у ядрі атома дорівнює заряду ядра. Число нейтронів N = А – Z. Характеристики ядра відоображені у символ. позначенні хім. елемента ^A_ZX, де Х позначає хім. символ елемента. Н. має відповідні античастинки – антипротон і антинейтрон. Протон і нейтрон розглядають як два зарядові стани однієї частинки – Н. Нейтрон і протон характеризуються спец. квант. числом – ізотоп. спіном. Протону присвоюють ізотоп. спін 1/2, нейтрону -1/2. Спін – характеристика обертання частинки навколо своєї осі. Якщо протон перебуває у магніт. полі, він обертається навколо напрямку магніт. поля. Швидкість цього руху визначають магніт. моментом. Н. у ядрі атома утримується завдяки ядер. силі, що є проявом однієї з чотирьох фундам. взаємодій – сильної взаємодії. За своєю природою Н. короткодіючий (радіус дії r ~ 10^-15 м), але дуже інтенсивний. У межах атом. ядра він майже у 100 разів переважає сили електростатич. взаємодії двох протонів і в 1038 разів – силу їхньої гравітац. взаємодії. Проте на відстані, більшій за розмір ядра, ці сили настільки малі, що їхньою дією можна знехтувати. Ядерні сили діють незалежно від наявності у Н. електр. заряду. Внаслідок цього в атом. ядрі утримуються електронейтрал. нейтрони і не розлітаються однойменно заряджені протони. Експерим. дослідж. сил ядер. взаємодії протон-протон., протон-нейтрон. і нейтрон-нейтрон. пар показали, що в усіх випадках вони однакові і не залежать від типу Н. Внутр. будову Н. описують кварк. моделлю. Відповідно до неї, Н. складається з більш простих частинок – кварків трьох типів. Якщо згідно із кварк. теорією заряд протона позначити через е, то протон має два кварки із зарядом +2/3 і один кварк із зарядом -1/3е, а нейтрон – один кварк із зарядом +2/3 і два кварка із зарядом -1/3е.

Літ.: Широков Ю. М., Юдин Н. П. Ядерная физика. Москва, 1980; Булавін Л. А., Тартаковський В. К. Ядерна фізика. К., 2005; Каденко І. М., Плюйко В. А. Фізика атомного ядра та частинок. К., 2008.

В. А. Одарич

Рекомендована література