ریاضیات

ترکیب و شکل

پروتون‌ها و نوترون‌ها فرمیون‌هایی هستند که مقادیر متفاوتی از عدد کوانتومی ایزواسپین قوی دارند ، بنابراین دو پروتون و دو نوترون می‌توانند تابع موج فضایی یکسانی را به اشتراک بگذارند ، زیرا آنها موجودیت‌های کوانتومی یکسانی نیستند. آنها گاهی اوقات به عنوان دو حالت کوانتومی متفاوت از یک ذره، یعنی نوکلئون ، در نظر گرفته می‌شوند . [ 13 ] [ 14 ] دو فرمیون، مانند دو پروتون، یا دو نوترون، یا یک پروتون + نوترون (دوترون) می‌توانند رفتار بوزونی را نشان دهند ، زمانی که به صورت جفت‌هایی با اسپین صحیح و به صورت سست به هم متصل شوند.

در مورد نادر یک هایپرنوکلئوس ، یک باریون سوم به نام هایپرون ، که حاوی یک یا چند کوارک عجیب و/یا کوارک(های) غیرمعمول دیگر است، نیز می‌تواند تابع موج را به اشتراک بگذارد. با این حال، این نوع هسته بسیار ناپایدار است و به جز در آزمایش‌های فیزیک انرژی بالا، روی زمین یافت نمی‌شود.

نوترون دارای هسته ای با بار مثبت به شعاع ≈ 0.3 fm است که توسط یک بار منفی جبران کننده با شعاع بین 0.3 fm و 2 fm احاطه شده است. پروتون دارای توزیع بار مثبت تقریباً نمایی با شعاع مربع متوسط ​​حدود 0.8 fm است. [ 15 ]

شکل هسته اتم می‌تواند کروی، به شکل توپ راگبی (تغییر شکل پرولات)، به شکل دیسک (تغییر شکل پخ‌خورده)، سه‌محوری (ترکیبی از تغییر شکل پخ‌خورده و پرولات) یا گلابی شکل باشد. [ 16 ] [ 17 ]