ما هي شحنة النيوترون

ببساطة فإنّ شحنة النيوترون تساوي صفر ، و لكنّك عندما تسأل علم الفيزياء لماذا تساوي صفر فإنّك تقحم نفسك في تعقيدات ذلك العلم الذي ما برح يستفز عقول جهابذة طلاب العلم بل و عقول العلماء انفسهم.

سأحاول الإجابة بأسلوب سهل ( مع أن ذلك شاق في الفيزياء المعقدة ) على سبب كون شحنة النيوترون تساوي صفرا ، و إجابتي مستمدة من فرضية وجود الكواركات، فهذه الفرضية قد حلت ألغاز كثيرة على مستوى ميكانيا الكم.

لقد إعتبر النيوترون و لعشرات السنين على أنه جسيم أولي ، و لكن تبين فيما بعد أنّ النيوترونات تتكون من كواركات ، و الكواركات ست أنواع ( ست نكهات )، و النيوترون يتكون من ثلاث كواركات من نوعين ( نكهتين ) من الكواركات ، هما الكوارك العلوي و عدده واحد في تركيب النيروترون و الكوارك السفلين ويحتوي النيوترون على كواركين سفليين.

حسب إفتراضات ميكانيكا الكم فإن أقل شحنة كهربية موجودة في الكون هي شحنة الإلكترون و تعتبر شحنة أولية ( أقل مقدار للشحنة الكهربية و غير قابلة للتجزئة )، و لما أكتشف أن البروتون يتكون من 3 كواركات أيضا و هو ذا شحنة كهربية معادلة لشحنة الإلكترون ولكن مخالفة لها، وبالتالي فهو يحتوي على الوحدة الواحدة من الشحنة. و النيروترون صفري الشحنة مع انه يحتوي على 3 كواركات مثل البروتون، فلحل ذلك تم إفتراض الشحنات التالية للكواركات العلوية و السفلية:

الكوارك العلوي شحنتة تعادل ثلثي شحنة عكس شحنة الإلكترون

الكوارك السفلي شحنته تعادل ثلث شحنة الإلكترون

و حسب فرضية ميكانياً الكم فإنّ البروتون مكوّن من كواركين علويين و كوارك سفلي فتكون شحنته:

( 2 * ثلثي شنة موجبة) + ( 1 * ثلث شحنة سالبة ) = 1 شحنة موجبة.

أمّا إثبات صفرية شحنة حسب إفتراض الكواركات فإنّ كواركات النيروتروت هي إثنين سفلي و واحد علوي فتكون شحنته:

( 2 * ثلث شحنة سالبة ) + ( 1 * ثلثي شحنة موجبة ) = صفر