นิวคลีออน

นิวคลีออน (อังกฤษ: Nucleon) คือหนึ่งในหลายอนุภาคที่ประกอบขึ้นเป็นนิวเคลียสของอะตอม นิวเคลียสของอะตอมแต่ละตัวประกอบด้วยนิวคลีออนหนึ่งตัวหรือมากกว่านั้น ดังนั้นอะตอมแต่ละตัวจึงประกอบด้วยกลุ่มของนิวคลีออนที่ล้อมรอบด้วยอิเล็กตรอนหนึ่งตัวหรือมากกว่านั้น นิวคลีออนมีอยู่ 2 ประเภทคือนิวตรอน และโปรตอน เลขมวลของไอโซโทปอะตอมหนึ่งๆ จะมีค่าเท่ากันกับจำนวนของนิวคลีออนของไอโซโทปอะตอมนั้นๆ ด้วยเหตุนี้ เราจึงสามารถใช้เลขนิวคลีออนแทนที่เลขมวลหรือเลขมวลอะตอมซึ่งเป็นที่นิยมใช้กันอย่างกว้างขวางก็ได้

นิวเคลียสอะตอมประกอบด้วยอนุภาคอัดแน่นของนิวคลีออน 2 ประเภท คือโปรตอน (สีแดง) กับนิวตรอน (สีน้ำเงิน) ในภาพนี้ โปรตอนกับนิวตรอนดูเหมือนลูกบอลเล็กๆ ที่ติดแน่นอยู่ด้วยกัน แต่ในนิวเคลียสจริงๆ ตามความเข้าใจของวิชาฟิสิกส์นิวเคลียร์ยุคใหม่ไม่ได้มีหน้าตาแบบนี้ เราพรรณนาภาพนิวเคลียสจริงๆ อย่างถูกต้องได้เพียงอาศัยกลศาสตร์ควอนตัมเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ในนิวเคลียสจริงๆ นิวคลีออนแต่ละตัวจะอยู่ในหลายๆ ตำแหน่งในเวลาเดียวกัน กระจายไปทั่วตลอดนิวเคลียส

ก่อนจะถึงทศวรรษ 1960 เคยเชื่อกันว่านิวคลีออนเป็นอนุภาคมูลฐาน ซึ่งไม่อาจประกอบขึ้นจากชิ้นส่วนอื่นใดที่เล็กไปกว่านั้นอีกแล้ว แต่ปัจจุบันเราทราบกันแล้วว่ามันเป็นอนุภาคประกอบ ซึ่งเกิดจากควาร์กสามตัวเกาะเข้าด้วยกันด้วยสิ่งที่เรียกว่าอันตรกิริยาอย่างเข้ม อันตรกิริยาระหว่างนิวคลีออนตั้งแต่ 2 ตัวขึ้นไปเรียกว่า internucleon interaction หรือแรงนิวเคลียร์ ซึ่งเกิดขึ้นจากอันตรกิริยาอย่างเข้มนั่นเอง (แต่เดิมก่อนมีการค้นพบควาร์ก คำว่า "อันตรกิริยาอย่างเข้ม" มีความหมายถึงเพียง internucleon interaction เท่านั้น)

ทั้งโปรตอนและนิวตรอนล้วนเป็นแบริออน และก็เป็นเฟอร์มิออนด้วย ตามคำนิยามของฟิสิกส์อนุภาค อนุภาคทั้งสองนี้ประกอบกันเป็น isospin doublet ซึ่งเป็นคำอธิบายว่าทำไมมวลของพวกมันจึงเกือบเท่ากัน โดยที่นิวตรอนหนักกว่าโปรตอนราว 0.1% เท่านั้น

หนังสืออ่านเพิ่มเติม

• A.W. Thomas and W.Weise, The Structure of the Nucleon, (2001) Wiley-WCH, Berlin, ISBN ISBN 3-527-40297-7
• YAN Kun. Equation of average binding energy per nucleon. doi:10.3969/j.issn.1004-2903.2011.01.018

อ้างอิง

• Brown, G. E.; Jackson, A. D. (1976). The Nucleon–Nucleon Interaction. North-Holland Publishing. ISBN 0-7204-0335-9.
• Vepstas, L.; Jackson, A.D.; Goldhaber, A.S. (1984). "Two-phase models of baryons and the chiral Casimir effect". Physics Letters B. 140 (5–6): 280–284. Bibcode:1984PhLB..140..280V. doi:10.1016/0370-2693(84)90753-6.
• Vepstas, L.; Jackson, A. D. (1990). "Justifying the chiral bag". Physics Reports. 187 (3): 109–143. Bibcode:1990PhR...187..109V. doi:10.1016/0370-1573(90)90056-8.
• Nakamura, N. (2011). "Review of Particle Physics". Journal of Physics G. 37 (7): 075021. doi:10.1088/0954-3899/37/7A/075021. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help) And 2011 partial update for the 2012 edition.