nukleonen

Nukleonen är byggstenarna i atomkärnan och består av protoner och neutroner. De är baryoner och fermioner med spin 1/2, och är uppbyggda av kvarkar som hålls samman av den starka kraften.

Kvarkinnehåll: Protonen består av två upp-kvarkar och en ned-kvark (uud); neutronen består av en upp- och två ned-kvark (udd). De har elektrisk laddning: protonen +1 e, neutronen 0. Massorna är cirka 938 MeV/c^2 för protonen och cirka 939,6 MeV/c^2 för neutronen. Storleken är ungefär en radii på 0,84–0,87 femtometer.

Interaktioner: Nukleonerna interagerar huvudsakligen genom den starka kärnkraften; på kvarknivå leds denna kraft av gluoner. Som en restkraft mellan nukleoner i kärnan uppträder den ofta som en utbyteskraft av mesoner, särskilt pions. De utför även svaga interaktioner; vid beta-sönderfall kan en neutron omvandlas till en proton med utsläpp av elektron och antineutrino. Fria neutroner har en livslängd runt 880 sekunder, men i kärnor kan neutroner vara stabila beroende på konfigurationen.

Roll i kärnan: Antalet nukleoner bestämmer kärnans massantal. Förhållandet mellan protoner och neutroner påverkar kärnans stabilitet och bindningsenergi. Bindningsenergin per nukleon ligger kring åtta MeV i många kärnor och når ett maximum vid järn-56. Nukleonerna är inte elementära utan består av kvarkar, och deras interna struktur undersöks i partikelacceleratorer och kärnfysikexperiment.