Question

अब ऐसा विश्वास किया जाता है कि स्वयं प्रोटॉन एवं न्यूट्रॉन (जो सामान्य द्रव्य के नाभिकों कानिर्माण करते हैं) और अधिक मूल इकाइयों जिन्हें क्वार्क कहते हैं, के बने हैं। प्रत्येक प्रोटॉन तथा न्यूट्रॉन तीन क्वाकों से मिलकर बनता है। दो प्रकार के क्वार्क होते हैं : 'अप' क्वार्क (u द्वारा निर्दिष्ट) जिन पर $+ \left(\dfrac{2}{3}\right)\,e$ आवेश तथा 'डाउन' क्वार्क (d द्वारा निर्दिष्ट) जिन पर$\left(- \dfrac{1}{3}\right)\,e$ आवेश होता है, इलेक्ट्रॉन से मिलकर सामान्य द्रव्य बनाते हैं। (कुछ अन्य प्रकार के क्वार्क भी पाए गए हैं जो भिन्न असामान्य प्रकार का द्रव्य बनाते हैं।) प्रोटॉन तथा न्यूट्रॉन के संभावित क्वार्क संघटन सुझाइए।

Answer 1

उत्तर-

यहां पर दिया गया है कि....

u = +(2/3)e

और.... d = -(1/3)e

∵ प्रोटॉन पर आवेश है... +e

⇒ +(2/3)e+(2/3)e-1/e = +e

अथवा... u + u + d = +e

इसलिये प्रोटॉन 2u और 1d क्वार्क से मिलकर बना है।

∵ न्यूट्रॉन पर आवेश है 0

⇒ +(2/3)e-(1/3)e-(1/3)e + 0

अथवा... u + d + d = 0

इसलिये न्यूट्रॉन u और 2d क्वार्क से मिलकर बना है।

Answer 2

एक प्रोटॉन में तीन क्वार्क होते हैं। चलो एक प्रोटॉन में n अप क्वार्क हों, प्रत्येक में (+2/3) e का चार्ज हो।

N अप क्वार्क्स के कारण चार्ज = (+2/3) e.

एक प्रोटॉन में डाउन क्वार्क की संख्या = 3 − n  

प्रत्येक डाउन क्वार्क का चार्ज - 1 / 3e है

(3 - n) डाउन क्वार्क = (-1/3 e) (3-n) के कारण चार्ज

एक प्रोटॉन पर कुल चार्ज = + e

इसलिए, e = (2/3 e) n + (- 1/3 e) (3-n)

⇒ e = 2ne/3 - e + ne/3

⇒ 2e = ne ⇒ n = 2

एक प्रोटॉन में क्वार्क की संख्या, n = 2

एक प्रोटॉन में डाउन क्वार्क की संख्या = 3 - n = 3 - 2 = 1

इसलिए, एक प्रोटॉन को 'यूड' के रूप में दर्शाया जा सकता है।

एक न्यूट्रॉन में भी तीन क्वार्क होते हैं। चलो एक न्यूट्रॉन में n अप क्वार्क हो।

N अप क्वार्क = (+ 2/3 e) n के कारण एक न्यूट्रॉन पर चार्ज

डाउन क्वार्क की संख्या 3 - n है, और प्रत्येक का चार्ज - 1/3 ई है।

(3 - n) डाउन क्वार्क = (- 1/3 e) (3-n) के कारण न्यूट्रॉन पर चार्ज

एक न्यूट्रॉन पर कुल चार्ज = 0

इसलिए,  0 = (2/3 e) n + (-1/3 e) (3-n)

⇒ 0 = 2ne/3 - e + ne/3

⇒ e = ne ⇒ n = 1

एक न्यूट्रॉन में क्वार्क की संख्या, n  = 1

न्यूट्रॉन में डाउन क्वार्क की संख्या = 3 - n = 2

इसलिए, एक न्यूट्रॉन को के रूप में दर्शाया जा सकता है।