1. Quark: Neutroni e protoni sono composti da particelle più piccole chiamate quark. I quark sono gli elementi costitutivi fondamentali degli adroni, che includono protoni e neutroni. Esistono sei tipi di quark:up, down, strange, charm, top e bottom. Protoni e neutroni sono costituiti da diverse combinazioni di quark up e down.
- Un protone è composto da due quark up e un quark down, indicato come (uud).
- Un neutrone è composto da un quark up e due quark down, indicati come (udd).
Gli elettroni, invece, sono particelle elementari e non sono composti da particelle più piccole. Sono considerate particelle puntiformi senza struttura interna.
2. Equivalenza massa-energia: Secondo il principio di equivalenza massa-energia di Einstein (E=mc²), massa ed energia sono equivalenti. La massa di una particella è una misura del suo contenuto energetico.
La massa a riposo di un elettrone è molto piccola, circa 9,109 × 10⁻³¹ chilogrammi. Questo perché gli elettroni hanno un contenuto energetico molto basso rispetto a protoni e neutroni. L'energia associata al movimento dell'elettrone e alle interazioni elettromagnetiche è molto maggiore dell'energia della sua massa a riposo.
Al contrario, protoni e neutroni hanno una massa a riposo molto più elevata degli elettroni. Questo perché i quark che compongono protoni e neutroni sono più massicci degli elettroni. Inoltre, la forza nucleare forte, che lega insieme i quark all’interno dei protoni e dei neutroni, contribuisce all’aumento della loro massa.
Confronto delle masse:
- Elettrone:la massa di un elettrone è circa 9,109 × 10⁻³¹ chilogrammi o 1/1836 volte la massa di un protone.
- Protone:la massa di un protone è di circa 1,6726 × 10⁻²⁷ chilogrammi.
- Neutrone:La massa di un neutrone è di circa 1,6749 × 10⁻²⁷ chilogrammi, leggermente più pesante di un protone a causa della presenza di un quark down aggiuntivo.
In sintesi, la massa maggiore di neutroni e protoni rispetto agli elettroni può essere attribuita alla presenza dei quark, gli elementi costitutivi fondamentali degli adroni, e al principio di equivalenza massa-energia, che mette in relazione la massa con il contenuto energetico.
