Warum bleiben die Quarks im Proton?

Warum bleiben Protonenquarks zusammen? weil sie eine Kraft zwischen sich haben, die "Starke Kraft" genannt wird, die unter der sogenannten Quantenchromodynamik untersucht wurde, über die Sie in Wikipedia lesen können. Die Kraft ist ein quantisiertes Feld in Form von Bosonen namens "Gluonen", die wie ein Klebstoff wirken, der die Wechselwirkung zwischen einzelnen Quarks bewirkt.

Und zu Ihrer zweiten Frage: Sind es immer Protonen/Neutronen? Eigentlich nicht unbedingt. Die ganze Geschichte hängt von der Lebensdauer der von Quarks gebildeten Verbindungen ab. Ein einfaches Beispiel kann von Atomen gegeben werden. Die Kombinationen von Protonen, Neutronen und Elektronen ergeben also Atome. Aber heißt das, dass jede Kombination möglich ist? Natürlich nicht. Einige Kombinationen sind stabil , andere nicht. Uran zum Beispiel existiert, ist aber nicht stabil und zerfällt zu Thorium. Eisen existiert, braucht aber sehr, sehr lange, um zu zerfallen.

Mit anderen Worten: Sie können viele, viele verschiedene Kombinationen von Quarks herstellen, um entweder Mesonen (Teilchen mit zwei Quarks) oder Baryonen (Teilchen mit drei Quarks) zu bilden. Einige von ihnen sind stabil, da sie eine lange Lebensdauer haben (wie Protonen), und andere zerfallen einfach schneller (wie Neutronen, die eine Halbwertszeit von etwa 880 Sekunden haben). Und einige Verbindungen von Quarks zerfallen sofort, wie Kaons , die ungefähr leben$10^{-8}$Sekunden.