核子hezi
质子、中子的总称。由于质子和中子的发现,于是提出了原子核由质子和中子组成的理论。这理论并被随后的实验所证实。
质子—质子与质子—中子的散射实验表明,它们之间的强相互作用力(核力)与它们是否带电(即是质子还是中子)无关。这就是核力的电荷无关性。为了解释核力的电荷无关性,B.卡森和E.U.康登于1936年引入了同位旋的概念。同位旋是描述核子内部性质的一种量子数。由于在强相互作用中质子和中子是完全相同的,因此可以把它们看成是一种粒子——核子的两种状态。核子的同位旋I=1/2,I沿第三轴的分量I3可取1/2和-1/2分别对应质子和中子,或者说质子和中子是一个同位旋的二重态。与相互作用在普通空间的转动不变性保证能级与角动量的第三分量取值无关。类似,强相互作用在同位旋空间的转动不变性将导致能级与同位旋的第三分量取值无关。因此核力的电荷无关性正是强相互作用的同位旋转动不变性的结果,强相互作用的同位旋转动不变性对于所有强子都是成立的。
高能电子、μ子和中微子在质子和中子上的散射表明,质子和中子并非不可再分,而是仍具有一定的内部结构,它们中的电荷和磁矩有着一定的空间分布,因而不是点粒子而是在半径为0.8×10-13厘米的范围内有着确定的电和磁的分布的物理实体。目前的实验结果表明质子和中子是由三个更深一层的粒子——夸克通过由胶子传递的作用力所构成的。