Nükleon

Kimya ve fizikte nükleon, bir atom çekirdeğinin bir bileşeni olarak kabul edilen bir proton veya bir nötrondur. Bir çekirdekteki nükleon sayısı, bir izotopun kütle numarasını (nükleon numarası) tanımlar.

1960'lara kadar, nükleonların daha küçük parçalardan oluşmadığı, temel parçacıklar olduğu düşünülüyordu. Şimdi bunların, sözde güçlü etkileşimle birbirine bağlanan üç kuarktan oluşan kompozit parçacıklar olduğu biliniyor. İki veya daha fazla nükleon arasındaki etkileşime nükleonlar arası etkileşim veya nükleer kuvvet denir ve bu da nihai olarak güçlü etkileşimden kaynaklanır. (Kuarkların keşfinden önce, "güçlü etkileşim" terimi sadece nükleonlar arası etkileşimlere atıfta bulunuyordu.)

Nükleonlar, parçacık fiziği ile nükleer fiziğin örtüştüğü sınırda bulunur. Parçacık fiziği, özellikle kuantum kromodinamiği, kuarkların ve güçlü etkileşimin özelliklerini açıklayan temel denklemleri sağlar. Bu denklemler, kuarkların protonlara ve nötronlara (ve diğer tüm hadronlara) nasıl bağlanabileceğini nicel olarak açıklar. Bununla birlikte, çok sayıda nükleon bir atom çekirdeği (çekirdek) içine birleştirildiğinde, bu temel denklemlerin doğrudan çözülmesi çok zor hale gelir (bkz. Kafes QCD). Bunun yerine, nükleonları ve bunların etkileşimlerini, nükleer kabuk modeli gibi yaklaşımlar ve modellerle inceleyen nükleer fizik içinde nüklitler incelenir. Bu modeller, örneğin belirli bir nüklidin radyoaktif bozunmaya uğrayıp uğramadığı gibi çekirdek özelliklerini başarılı bir şekilde açıklayabilir.

Proton ve nötron, aynı anda fermiyonlar, hadronlar ve baryonlardan oluşan bir kategoriler şemasındadır. Proton pozitif bir net yük taşır ve nötron sıfır net yük taşır; protonun kütlesi nötronunkinden sadece yaklaşık %0.13 daha azdır. Böylece, aynı nükleonun iki durumu olarak görülebilirler ve birlikte bir izospin ikilisi oluştururlar (I =  ¹⁄₂). İzospin uzayında nötronlar SU(2) simetrileri aracılığıyla protonlara dönüştürülebilir ve bunun tersi de geçerlidir. Bu nükleonlara, izospin uzayında dönme altında değişmeyen güçlü etkileşim tarafından eşit olarak etki edilir. Noether teoremine göre, izospin güçlü etkileşim açısından korunur.