Miből áll az atommag?
Az atommag tipikus sugara femtométeres nagyságrendű, közelítőleg R=r₀A 1/3 , ahol r₀≈1,2 fm. Ez azt jelenti, hogy a térfogat nagyjából arányos a nukleonok számával. Az atom teljes mérete ezzel szemben körülbelül 10⁻¹⁰ m, vagyis a mag sugara tízezres nagyságrenddel kisebb az atoménál.
Mekkora a mag?
A pozitív protonok Coulomb-taszítása önmagában szétfeszítené a magot. Rövid távolságon azonban az erős kölcsönhatás vonzó komponense dominál, és a protonokat-neutronokat kötött állapotba rendezheti. Az erős kölcsönhatás rövid hatótávolsága miatt a stabilitás nem nő korlátlanul a mag méretével.
Mi tartja össze?
Könnyű stabil magoknál N és Z gyakran hasonló. Nehezebb magokban több neutronra van szükség, mert a neutronok növelhetik az erős kölcsönhatásból származó kötést anélkül, hogy elektromos taszítást adnának hozzá. Ha az arány kedvezőtlen, a mag radioaktív átalakulással közelíthet stabilabb konfigurációhoz.
A modell határai
Egy kötött mag tömege kisebb, mint a különálló protonok és neutronok tömegének összege. A különbséget tömeghiánynak nevezzük, és E=Δmc² szerint kötési energiának felel meg. Ez nem „elveszett tömeg”: a kötött rendszer teljes energiája kisebb, ezért a nyugalmi tömege is kisebb.
Miből áll az atommag?
A mag szerkezete magyarázza az izotópok létezését, a radioaktív bomlást, a hasadást és a fúziót. A periódusos rendszer kémiai viselkedése elsősorban az elektronhéjtól függ, de az elem azonosságát a mag protonszáma rögzíti. A magfizika ezért közvetlenül összeköti az atomfizikát a kémiával.
A pozitív protonok Coulomb-taszítása önmagában szétfeszítené a magot. Rövid távolságon azonban az erős kölcsönhatás vonzó komponense dominál, és a protonokat-neutronokat kötött állapotba rendezheti. Az erős kölcsönhatás rövid hatótávolsága miatt a stabilitás nem nő korlátlanul a mag méretével.