核子科学之父是哪个国家的 核子的含义是什么?

2022-10-12 11:18:16

卢瑟福生于1871卒于1937,核子科学之父英籍新西兰物理学家。

学术界公认为继法拉第之后最伟大的实验物理学家。卢瑟福首先提出放射性半衰期的概念,证实放射性涉及从一个元素到另一个元素的嬗变。又将放射性物质按照贯穿能力分类为α射线与β射线,并且证实前者就是氦离子。

因为对元素蜕变以及放射化学的研究,荣获1908年诺贝尔化学奖。卢瑟福领导团队成功地证实在原子的中心有个原子核,创建了卢瑟福模型。

核子的含义

在化学和物理学里,核子(Nucleon)是组成原子核的粒子。每个原子核都拥有至少一个核子,每个原子又是由原子核与围绕原子核的一个或多个电子所组成。核子共有两种:中子和质子。任意原子同位素的质量数就是其核子的总数。因此有时人们也会称这个数字为“核子数”。

在1960年代之前,核子被认为是基本粒子,不是由更小的部分组成的。今天我们知道核子是复合粒子,由三个夸克经强相互作用捆绑在一起组成。两个或多个核子之间的相互作用称为核力,最终这也是强相互作用引起的。(在发现夸克之前,“强相互作用”一词只用于核子间的相互作用。)

核子研究属于粒子物理学和核物理学的交叉领域。粒子物理学,特别是量子色动力学,提供了解释夸克及强相互作用属性的公式。这些公式用定量方法解释夸克是如何结合成为中子和质子(以及所有其他的强子)。然而,当多个核子组合为一个原子核(核素)时,这些基础方程变得非常难直接求解,必须使用核物理学的方法。核物理学利用近似法和模型来研究多个核子之间的相互作用,例如用核壳层模型。这些模型能够准确解释核素的属性,比如哪些核素会进行核衰变等。

质子和中子都是重子和费米子。质子和中子特别相似,除了中子不带有电荷以外,中子的质量比质子仅仅高0.1%,它们的质量非常相近,因此它们可以视为同样核子的两种状态,共同组成了一个同位旋二重态(I = 1/2),在抽象的同位旋空间做旋转变换,就可以从中子变换为质子,或从质子变换为中子。这两个几乎相同的核子都感受到相等的强相互作用,这意味着强相互作用对于同位旋空间旋转变换具有不变性。按照诺特定理,对于强相互作用,同位旋守恒。

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