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1 # 火星一號
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2 # 丙戌探索
我用形象的比喻來說一下中子跟其他粒子的關係。中子在原子核的形成中具有的重要作用是聚合更多的質子。因質子是帶電粒子,同性相斥,因此無法聚集在一起。而透過中子與質子之間的核力,而達到將更多的質子聚集在一起。
我們把中子比喻做一個單純的人——赤子。那麼質子就是一個具有了某種性別感情的人。比如一個女人或一個男人。這種具有了情的人,則會因嫉妒而同性相斥。而中子,你可以把它想象成尚不具備性別意識的單純的人,因此相互之間沒有電荷的相斥性。“電荷”,可想象成性別意識的情。這樣,中子質子之間沒有相斥性,並且他們就像我們人都喜歡扎堆兒一樣。這個“核力”你就可以想象為喜歡群居、扎堆兒的那種願望力。
因為大家有扎堆的願望,因此質子跟中子會結合在一起。從而將具有相互斥力的更多質子聚在一起。雖然聚在一起,至子們之間仍相互防備、排斥,但因有了不具性別意識斥力的中子在中間,則他們也強行聚合在一起。這就像一個群體中,有一群跟誰都能合得來的人,這樣他們就能聚合更多的相互之間有芥蒂的人也加入這個群體一樣。雖然仍有芥蒂,但是卻也能在一個群體裡一起玩兒。
為什麼相斥的人也能聚在一起,由此可見,想要扎堆兒的核力是多麼強大,甚至大過了大家相互排斥的力。我們的生活裡是不是也是這個情況呢?即使很害怕別人搶自己的配偶,但是也阻止不了大家期望在一個群體裡生活,聚合成群體的力量。由此可見核力的威力了。中子就是那些中性的聚合大家的那些人。聚合他們的核力就是想扎堆兒的願望力。
除了氫原子核(氕原子核)之外,中子存在於其他所有的原子核中,它們與質子透過強大的核力結合在一起形成了原子核。不同的元素擁有不同的質子數,元素的種類由質子數決定。而同一種元素也會擁有不同的中子數,它們之間互稱為同位素,例如,氫有三種同位素,分別為沒有中子的氕,擁有一箇中子的氘,擁有兩個中子的氚。
就像質子一樣,中子也是一種亞原子粒子,也是屬於重子,即由三個夸克組成。不過,組成中子的三個夸克不同於質子的情況,從而使中子呈現為電中性。雖然中子不帶電荷,但它們對於大多數原子核是不可或缺的。這是因為質子帶正電荷,質子之間存在排斥作用而無法直接聚集在一起,這就需要中子來幫助強大的核力把質子聚集在一起,從而形成比氫更重的原子核。
在1920年,發現質子的物理學家歐內斯特·盧瑟福首次提出了中子的概念。到了1932年,物理學家詹姆斯·查德威克透過α粒子(沒有電子的氦原子核)轟擊硼-10原子核,從中發現了中子。雖然中子不帶電荷,但中子也存在反粒子——反中子。就像中子一樣,反中子也是呈現出電中性,但它們具有與中子相反的磁性。
中子和質子都是在宇宙最早期形成,它們的數量比為1:7。在太初核合成期間,中子和質子結合成了氦原子核,一個氦原子核包含兩個中子和兩個質子。因此,宇宙中的物質主要為氦和氫,前者的質量佔比約為25%,後者約為75%。
此外,中子和質子之間還會互相轉變。透過自發地β衰變,中子可以衰變為質子,同時還會釋放出電子和反中微子。透過逆β衰變(非自發過程),質子與電子可以結合形成中子和中微子。