Dlaczego neutrony nie mają ładunku, a protony mają?

Pytanie

Pyta Weronika

Dlaczego neutrony nie mają ładunku, a protony mają?

Odpowiedź

Odpowiada Mikołaj Misiak

Proton jest stanem związanym dwóch kwarków $u$ i jednego kwarku $d$. Neutron jest stanem związanym jednego kwarku $u$ i dwóch kwarków $d$. Ładunek kwarku $u$ wynosi $+\frac23 e$, gdzie $e$ jest wartością bezwzględną ładunku elektronu. Ładunek kwarku $d$ wynosi $-\frac13 e$. Zatem ładunek protonu wynosi $\left(\frac23 + \frac23 – \frac13\right)e = e$, a ładunek neutronu wynosi $\left(\frac23 -\frac13 – \frac13\right)e = 0$.

Można teraz zadać pytanie dlaczego kwarki mają ładunki takie, jakie mają. Odpowiedź można znaleźć pod tym linkiem.