Состав ядра
Ядра состоят из протонов p и нейтронов n, для которых часто используется общее название — нуклоны (от лат. nucleus — «ядро»). Ядро атома химического элемента с порядковым номером Z обязательно содержит именно Z протонов. Число нейтронов N в ядре может быть различным.
У легких и средних ядер число протонов и нейтронов примерно одинаково. Общее число нуклонов A в ядре называют массовым числом
A = N + Z.
Число протонов и нейтронов в ядре принято отмечать нижним и верхним индексами около символа ядра X — zAX. Например, 24He — это ядро атома гелия, состоящее из двух протонов и двух нейтронов, а 92238U — ядро урана, в котором 92 протона и 146 нейтронов.
Нижний индекс часто опускают, так как он однозначно связан с названием атома, и если его указывают, то только для того, чтобы лишний раз не заглядывать в таблицу Менделеева. Ядра с одинаковыми зарядами Z и разным числом нейтронов N называют изотопами, ядра с одинаковыми N и разными Z — изотонами, ядра с одинаковыми A и разными Z и N — изобарами.
Представленная выше структура ядра является упрощенной, она годится для описания процессов при не слишком больших энергиях ядер 1 ГэВ на нуклон.
В действительности протоны и нейтроны сами имеют сложную структуру, они состоят из кварков и глюонов. По современным представлениям, атомные ядра — это система, состоящая из большого количества взаимодействующих между собой кварков, антикварков и глюонов.
Описание таких систем дается в квантовой хромодинамике. До сих пор последовательная теория атомного ядра не построена.
Если бы существовал «микроскоп», в который можно «посмотреть» на ядра, мы увидели бы, что они состоят из двух сортов частиц — протонов и нейтронов. Если бы при этом удалось «отключить электричество», нам показалось бы, что все ядра собраны из одинаковых частиц.
Но, увеличив разрешение «микроскопа», мы увидели бы «море кварков, склеенных глюонами».
