衆多帶正電的質子,是如何實現原子核結構穩定的?

3級粒子

這個問題,“夸克-膠子”說,似乎牽強附會,尚不能讓人釋然。我的意見是:微觀機制有待進一步探究,不妨以唯象法做些分析。

一,預備的幾個概念。

①原子結構內的,叫約束電子、約束質子、約束中子。②原子結構外的,叫自由電子e、自由質子p、自由中子n。③質子內的三夸克uud,簡稱高能正電子e+。④中子內的三夸克udd,簡稱高能負電子e-。⑤夸克之間的玻色子,簡稱膠子或π介子。

二,氫原子的穩定性涉及中子數。

氫原子有三種同位素。①氕=1個約束e+1個約束p。常規環境下,氕原子很穩定,或因核外e與核內e+的電磁互動。特殊環境下,氕分解為自由e與自由p,作為極其穩定的等離子體之亞原子。

②氘=1個約束e+1個約束p+1個約束n。氘原子存量少,可以核聚變,不穩定。顯然是不穩定的中子所為。自然界不存在自由中子。因為它從原子核釋放出來很快分解:n→p+e+v。說明中子內的高能e-很不穩定,或因中微子v是最強的離間者。

③氚=1個約束e+1個約束p+2個約束n。氚原子存量少,更易核聚變,更不穩定。可見中子數在原子核中的佔比與原子核的穩定性成正比。

三,元素的放射性涉及中子數佔比。

放射性元素原子核的中子數佔比皆偏高。非放射性元素的中子數佔比偏低。例如:氧=8個約束e+8個約束p+8個約束n。常規環境下的氧原子很穩定,估計是質子內的高能電子e+與中子內的高能電子e-之間的比較對稱的電磁互動。

四,原子核的穩定性涉及核外電子。

核外電子e以電子雲方式籠罩整個原子核,與原子核質子中的e+,在原子內空間有強庫侖力。如果沒有電子雲籠罩效應,裸露的原子核就很不穩定。通常,自然界不存在遊離的非化合態的鈉離子與氧離子。因此,原子核的穩定性還取決於核外電子雲的籠罩效應。

五,原子核的穩定性涉及外界環境。

原子核穩定性是在地球大氣層語境下所討論。如果在深太空的超真空環境下,由於熵增加紅移效應,核外電子必將受到原子外空間真空場濃度擴散效應的強作用。約束電子會很快變成自由電子,裸露的原子核也會紛紛解體,變成自由質子、自由電子、自由中微子。

綜上,原子核的穩定性涉及三要素:①原子核的中子數佔比。②核外電子雲的籠罩效應。③外界環境的真空度。











原道童子

簡單地說,因為還有中子(原子核是由質子和中子組成的)。複雜點說,是因為夸克之間的強相互作用(質子和中子都是由夸克組成的)。

質子由兩個上夸克(圖中的u)和一個下夸克(圖中的d)組成,中子由一個上夸克兩個下夸克組成,上夸克帶+2/3電荷,下夸克帶-1/3電荷,所以質子帶+1電荷,中子帶0電荷(也就是電中性),質子之間的排斥根本上是夸克之間的電磁力。

如果夸克之間只有電磁力(通過傳遞光子實現),那麼連質子本身都是不穩定的,更不要提原子核了。但幸運的是夸克之間還有強力(通過傳遞膠子來實現),其強度是電磁力的173倍(質子尺度上),強力使得三個夸克牢牢地捆綁在一起,基本無視它們之間的電磁力,保證了質子和中子的穩定。

當一堆質子和中子靠的很近時,它們的夸克之間也會有強力把彼此捆綁在一起,保證了原子核的穩定性。不過這種強力是夸克組成質子和中子之後“剩餘的”,強度會打一些折扣,當質子數很多時,就和電磁力相當了,這也是一些質子數多的原子核不穩定的原因。一個有趣現象是除了氫和氦原子核,其它原子核的中子數都要多於質子數,就是因為中子電中性,但是強力還在,有助於抵消質子之間的斥力。


九維空間

看看吧這是孔徑光柵顯微鏡拍攝的錫原子中的電子排列,原子太小沒顯示出來,在光阱的作用下運動很慢。

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孔徑光柵顯微鏡拍原子

量子與引力

在原子核內,所有質子之間都有一個最小間距(約1.6x10- );而核內中子的存在與多少正是為了滿足核內質子之間的最小間距,否則相應的那個質子就會變為中子。

其實,核內所有中子也必須依賴相應質子提供的剩餘交換營養而長壽命(一個質子提供的剩餘營養大約可滿足1.6個左右的相應中子需求。

筆者於一九九0年十月參加的《中國第八次原子原子核物理研討會》提出了《原子核雙殼層模型》。但是未能被大會認可。藉此機會再次提出《原子核雙殼層模型》概念一一原子核內所有中子組成原子核的內骨架殼層;從九號元素開始,原子核內出現空心,比如八二號鉛元素的核內空心可容納下一個鈣元素了;原子核內所有質子都依賴相應的中子內骨架為依託組成原子核的外質子殼層,所有質子的S端都指向核外形成強大的核內正負電荷的交換場所;所有核外負電子遠離原子核形成大範圍的電子雲好比人類的肺吸收氧氣一樣,充分吸收‘引力子`與質子S端的正電荷共同完成原子核內基本粒子的一一新存代謝……!


手機用戶50420370785

現在認為的有四種基本的力,萬有引力,電荷之間的作用力,強相互作用力,弱相互作用力,質子之間是電荷之間的斥力,不過在距離很接近的時候(10-15次方米),強相互作用力會起作用,質子和中子之間都會有強相互作用力,穩定原子核。中子星就是靠強相互作用力的,由於沒有質子之間的斥力,中子星可以很大。


Finch1

夸克_膠子說牽強附會.弱力又跟電磁力統一,引力作用幾乎為O.也就是說:原子核內只受電磁力.我的答案是:因為原子核外由原子核內基本粒子自旋產生了一層等粒子膜.這樣原子核內電磁力實現反轉.中子、質子結構跟DNA結構一樣為縲旋結構.上帝粒子與中心粒子一樣的作用.三種中微子只是圍繞夸克的電子.Zw粒子性質跟RNA一樣.結構都可能一樣.我的觀點就是原子核就是一個縮小版的細胞核.


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