核子 · 茶年 · 中文维基百科

是由一個或多個核子密集組成，這些核子又分為質子（紅色）及中子（藍色）兩種。圖中的質子和中子像粘在一起的小球體，但根據現代核物理學，實際的原子核卻非如此。要準確描述真實的原子核，必需要用到量子力學。例如，在真實原子核裏，每個核子都同時處於多個位置，分佈於整個原子核。]]
在化學和物理學裏，核子（nucleon）是組成原子核的粒子，即質子或中子。每個原子核都擁有至少一個核子，每個原子又是由原子核與圍繞原子核的一個或多個電子所組成。任意原子核種的質量數就是其核子數。因此有時人們也會稱這個數字為「核子數」。

在1960年代之前，核子被認為是基本粒子，不是由更小的部份組成的。今天我們知道核子是複合粒子，由三個夸克經強相互作用綑綁在一起組成。兩個或多個核子之間的交互作用稱為核力，最終這也是強交互作用引起的。（在發現夸克之前，「強交互作用」一詞只用於核子間的交互作用。）

核子研究屬於粒子物理學和原子核物理學的交叉領域。粒子物理學，特別是量子色動力學，提供了解釋夸克及強交互作用屬性的公式。這些公式用定量方法解釋夸克是如何結合成為中子和質子（以及所有其他的強子）。然而，當多個核子組合為一個原子核（核素）時，這些基礎方程式變得非常難直接求解，必須使用核物理學的方法。核物理學利用近似法和模型來研究多個核子之間的交互作用，例如用核殼層模型。這些模型能夠準確解釋核素的屬性，比如哪些核素會進行核衰變等。

質子和中子都是重子和費米子。質子和中子特別相似，除了中子不帶有電荷以外，中子的質量比質子僅僅高0.1%，它們的質量非常相近，因此它們可以視為同樣核子的兩種狀態，共同組成了一個同位旋二重態（），在抽象的同位旋空間做旋轉變換，就可以從中子變換為質子，或從質子變換為中子。這兩個幾乎相同的核子都感受到相等的強相互作用，這意味著強相互作用對於同位旋空間旋轉變換具有不變性。按照諾特定理，對於強相互作用，同位旋守恆。

概述
屬性
質子和中子是原子核的組成部份，也能夠在不組成原子的情況下單獨存在。獨立存在的質子就是氫-1（1H）的原子核。單獨的中子是不穩定的（見下），但可以在核反應中出現，並在科學分析範疇派上用場。

質子和中子均由三個夸克組成。質子由2個上夸克和1個下夸克組成，而中子則由1個上夸克和2個下夸克組成。強相互作用將這些夸克綑綁在一起。另一說法是，夸克是受膠子捆綁的，但實際上兩種說法是等同的（膠子傳遞強相互作用）。

每個上夸克的電荷為+ e，而每個下夸克的電荷為− e，所以質子和中子的總電荷分別為+e和0。「中子」一詞便源自其電「中性」的屬性。

質子和中子的質量相當：質子的為或，而中子的則為或。中子相對較重大約0.1%。兩者質量的相近能夠通過粒子物理學中的上夸克和下夸克的質量差來解釋。以及反氚原子核。

詳細屬性表
核子
質子和中子質量的準確度在用原子質量單位（u）
時比用MeV/c2時準確得多，因為基本電荷的準確度相對較低。此處用的對換關係為1 u = MeV/c2。
正反粒子的質量是假設相同的，至今沒有實驗能夠駁斥這一點。目前的實驗顯示，如果正反質子之間有質量上的差異的話，其出入小於 MeV/c2，†
| +
| 939
| †
| †
| †
| †
|- style="height:40px"
| N(1440) P11

亦稱羅佩爾共振態
| +
| 1440
(1420–1470)
| 300
(200–450)
| 1365
(1350–1380)
| 190
(160–220)
|
|- style="height:40px"
| N(1520) D13

| -
| 1520
(1515–1525)
| 115
(100–125)
| 1510
(1505–1515)
| 110
(105–120)
|
|- style="height:40px"
| N(1535) S11

| -
| 1535
(1525–1545)
| 150
(125–175)
| 1510
1490 — 1530)
| 170
(90–250)
|

|- style="height:40px"
| N(1650) S11

| -
| 1650
(1645–1670)
| 165
(145–185)
| 1665
(1640–1670)
| 165
(150–180)
|
|- style="height:40px"
| N(1675) D15

| -
| 1675
(1670–1680)
| 150
(135–165)
| 1660
(1655–1665)
| 135
(125–150)
|

|- style="height:40px"
| N(1680) F15

| +
| 1685
(1680–1690)
| 130
(120–140)
| 1675
(1665–1680)
| 120
(110–135)
|
|- style="height:40px"
| N(1700) D13

| -
| 1700
(1650–1750)
| 100
(50–150)
| 1680
(1630–1730)
| 100
(50–150)
|
|- style="height:40px"
| N(1710) P11

| +
| 1710
(1680–1740)
| 100
(50–250)
| 1720
(1670–1770)
| 230
(80–380)
|
|- style="height:40px"
| N(1720) P13

| +
| 1720
(1700–1750)
| 200
(150–300)
| 1675
(1660–1690)
| 115–275
|

|- style="height:40px"
| N(2190) G17

| -
| 2190
(2100–2200)
| 500
(300–700)
| 2075
(2050–2100)
| 450
(400–520)
|

|- style="height:40px"
| N(2220) H19

| +
| 2250
(2200–2300)
| 400
(350–500)
| 2170
(2130–2200)
| 480
(400–560)
|
|- style="height:40px"
| N(2250) G19

| -
| 2250
(2200–2350)
| 500
(230–800)
| 2200
(2150–2250)
| 450
(350–550)
|
|}
† P11(939)核子是普通質子或中子的激發態，如位於原子核裏的核子。這些粒子在原子核裏基本穩定，如鋰-6。

夸克模型分類
在具有SU(2)味的夸克模型裏，兩種核子是基態二重態的成員。質子的夸克組合為uud，而中子的夸克組合則為udd。在具有SU(3)味的模型中，它們是自旋為重子形成的基態八重態的成員，稱為八重道。除了中子與質子以外，此八重態的其它成員都是超子。這包括奇異同位旋三重態, , 、以及奇異同位旋二重態, 。在具有SU(4)味（添入粲夸克）的模型中，這多重態還可以延伸至基態20重態。在具有SU(6)味（添入頂夸克和底夸克）的模型中，可以延伸至基態56重態。

參見

重子
電弱交互作用

核子

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