Die Masse eines Protons ist kg und die Masse eines Neutrons ist kg. (Ungefähr.) Wäre etwas anders, wenn sie unterschiedliche Massen hätten? Gibt es einen "Grund", dass sie massemäßig so nah beieinander liegen? Was tut die gleiche Masse für sie?
Der größte Teil der Masse von Proton und Neutron entsteht aufgrund der invarianten Masse des Systems sich bewegender virtueller Quarks und Gluonen, aus denen die Protonen und Neutronen bestehen. Obwohl Gluonen masselos sind, macht ihre Energie aufgrund der Masse-Energie-Äquivalenz die Masse von Protonen und Neutronen aus. Die Masse von Protonen und Neutronen liegt ungefähr in der Größenordnung von mehr als die 3 Valenzquarks (uud für Proton und udd für Neutron), aus denen sie "angeblich" bestehen, und das meiste davon stammt von diesen virtuellen Gluonen und Quarks. Zusätzlich bilden einige dieser Quarks zusätzliche gebundene Strukturen wie Mesonen, die starke Kräfte zwischen Nukleonen vermitteln.
Die Bedeutung von Protonen und Neutronen mit ungefähr derselben Masse besteht darin, dass die starke Wechselwirkung einen viel größeren Beitrag zum Hamilton-Operator leistet als die elektromagnetische Wechselwirkung oder die schwache Wechselwirkung bei den gegebenen Entfernungs- (oder Energie-) Skalen. Genau aus diesem Grund führte Heisenberg das Isospin-Modell ein. Einfach gesagt,
Da auf dieser Skala die starke Wechselwirkung gegenüber der schwachen und der elektromagnetischen dominiert,
Jon Kuster
Martin Becket
anna v