Das Standardmodell der Teilchenphysik

Zusammenfassung

Atomkerne bestehen aus zwei Sorten Teilchen, den positiv geladenen Protonen und den neutralen Neutronen. Beide sind erheblich schwerer als das Elektron, die Differenz ihrer Massen beträgt aber nur zweieinhalb Elektronenmassen:

$$ \left. {\begin{array}{*{20}{c}}{\Pr {\text{oton}}:{\text{ }}{m_p}{c^2} = 938.272MeV} \\ {{\text{Neutron: }}{m_n}{c^2} = 939.566MeV} \end{array}} \right\}\Delta m{c^2} = 1.294MeV. $$

Es liegt nahe, sie unter einem Namen, in einem Teilchentyp zusammenzufassen, dem Nukleon. Es war Heisenbergs Idee, die beiden Erscheinungsformen des Nukleons so zu behandeln, als entsprächen sie den Einstellungen eines Spins in einem abstrakten Raum [101]. Er nannte diese neue Quantenzahl den Isotopenspin, da sie bei einem gegebenen Element, also fester Kernladungs- oder Protonen-Zahl über die Zahl der Neutronen vom Isotop abhängt. Sie gehorcht dann denselben Regeln wie ein ganz gewöhnlicher quantisierter Drehimpuls, die z-Komponente gibt die Differenz zwischen der Zahl der Protonen und Neutronen an.