为什么一个中子的质量数等于1中子和质子都是3个夸克组成,为什么中子的质量略微大于质子?有2个夸克组成的质子吗?
从物理组成结构来看,物质大概分为两类:实体的物质和场。
场是一个很巧妙的概念,我们日常看不到的物质就称为场,人类感受不到物质并不代表不存在,比如由电场、磁场等,这是我们已经通过一些其他方法已经探测出来的。
还有一些我们至今都无法解释,比如量子纠缠的机理,甚至于人的预感也许也是真实存在的,只是能够探测信号极其微弱。
实体物质就是我们日常所见的,这些具象的物质结构就比抽象的好认识多了,但是粗碰到这类物质及其微观结构,也是很抽象的。
为什么我们人类对于极小或者极大尺度的范畴如此感兴趣呢?也许是因为我们总想找到世间万物的相同点或者是普遍存在的共同规律。
回到问题题主提到的问题本身,不同阶段有不同的描述:1、高中物理课本是这样教我们认识物质的,物质是由原子构成的,原子是由核外电子和原子核组成的,大多数原子核都是由中子和质子构成,原子核中的一个中子可以转化成一个质子加一个电子。
所以可以看出中子质量比质子质量大是正常的,因为电子也是有质量的。
2、从原子核物理角度更深入的来看是因为组成中子和质子的夸克不同。
质子和中子都属于强子,这里的强子可不是你朋友那个强子,而是现代物理学中将所有可受到强相互作用的粒子都称为强子。
质子和中子就是强子中的代表。
强子是由夸克组合成的,目前发现的夸克有6种味,也就是6种,分别是上夸克(u)、下夸克(d)、奇夸克(s)、粲夸克(c)、底夸克(b)及顶夸克(t)。
下图为质子模型质子是由一个下夸克和两个上夸克组成,中子是由一个上夸克和两个下夸克组成,上夸克和下夸克的质量并不相同,下夸克的质量要大于上夸克,所以拥有两个下夸克的中子的质量当然是大于质子的。
其实即使是上夸克质量也不相同,因为每种夸克还有3种味,6种夸克18种味。
下图为6种夸克质量3、从相互作用来来解释,夸克本来就是最基本的强相互作用粒子,质子和中子都是强子,夸克本身是不能单独存在的,那么夸克是怎么组成质子和中子的了,因为存在着强相互作用,科学家将传递这种强相互的粒子称为胶子。
从强相互作用来质子和中子是相同,但是在质子和中子中还存在以光子为作用传递媒介的电磁相互作用,电磁相互作用的微笑差异导致中子和质子的质量不同。
4、没有两个夸克的质子。
从以上可以看出研究越深入,理论也变得越抽象,其实目前以人类的观测方法只能观测到夸克,也许夸克并不是最基本的粒子。
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因为组成中子跟组成质子的两种夸克质量和数量不一样。
虽然都是三个夸克组成,但是组成质子的是两个上夸克+一个下夸克,而组成中子的是一个上夸克+两个下夸克。
表中可见下夸克的质量高于上夸克,自然拥有两个下夸克的中子质量就要高于只有一个下夸克的质子了。
没有两个夸克组成的质子或中子,但确实存在两个夸克组成的粒子,称为介子。
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