¿Cuál es el significado de que el protón y el neutrón tengan aproximadamente la misma masa?

La masa de un protón es 1.673 × 10 − 27 kg y la masa de un neutrón es 1.675 × 10 − 27 kg. (Aproximado). ¿Algo sería diferente si tuvieran masas diferentes? ¿Hay alguna "razón" por la que estén tan cerca en términos de masa? ¿Qué está haciendo por ellos ser la misma masa?

¿Además del hecho de que un neutrón se desintegra en un protón y dos partículas muy ligeras?
Un fotón puede decaer en un electrón y un positrón, no significa nada sobre su masa.
@MartinBeckett el fotón no se descompone. estás describiendo una interacción del fotón con un campo. hiperfísica.phy-astr.gsu.edu/ hbase/particles/lepton.html#c6 . Piense, en el centro de masa del electrón y el positrón, el momento es cero, pero un fotón, que también debería existir para este centro de masa, nunca puede tener un momento cero. Por lo tanto, es una interacción de dos partículas, fotón + campo

Respuestas (1)

La mayor parte de la masa de protones y neutrones surge debido a la masa invariable del sistema de quarks y gluones virtuales en movimiento que forman los protones y neutrones. Aunque los gluones no tienen masa, su energía constituye la masa de protones y neutrones, en virtud de la equivalencia masa-energía. La masa de protones y neutrones es aproximadamente del orden de 10 2 más de los 3 quarks de valencia (uud para protón y udd para neutrón) que "supuestamente" los componen y la mayor parte proviene de estos gluones y quarks virtuales. Además, algunos de estos quarks forman estructuras unidas adicionales como mesones, que median la fuerza fuerte entre los nucleones.

La importancia de que los protones y los neutrones tengan aproximadamente la misma masa es que la interacción fuerte tiene una contribución mucho mayor al hamiltoniano que la interacción electromagnética o la interacción débil en las escalas de distancia (o energía) dadas. De hecho, esta fue la razón exacta por la que Heisenberg introdujo el modelo isospin. Simplemente pon,

H = H s t r o norte gramo + H w mi a k + H mi yo mi C t r o metro a gramo norte mi t i s metro

Dado que la interacción fuerte domina sobre la débil y la electromagnética a esta escala,

H ≈ H s t r o norte gramo
y dado que la interacción fuerte no depende de la naturaleza de los nucleones en cuestión, las masas de protones y neutrones son iguales.

"son iguales" dentro del ancho introducido por la existencia de contribuciones electromagnéticas y débiles en órdenes superiores
¿Cuál es el significado de que el protón y el neutrón tengan aproximadamente la misma masa?
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