原子核有结构吗?

〇.引言

从初中开始,我们就被告知原子具有这样的结构:而带负电的电子则在核外进行着稀奇古怪的运动,而带正电的质子和不带电的中子则聚成一团,乖巧地待在中央。

到了高中,我们进一步理解了电子的壳层模型,惊讶于如此简洁的电子模型竟可以构建起复杂键价理论,惊讶于电子的简单变化竟可以创造出如此丰富多彩的化学世界。与之相比,原子核便显得有些无趣了。中子和质子缩成一团,均匀而缺乏层次(至少在许多科普插图中是如此)。电子是活泼的,在各种化学反应中总是从一个原子身边跳到另一个原子身边,而通过对这种过程的研究,我们也得以加深对电子的理解。与之相比,原子核便显得高冷许多,只有在核反应中才会发生变化。而核反应,例如裂变、天然衰变,往往条件苛刻,很少发生。这也让我们对原子核知之甚少,如同面对一位深居简出的大人物。

如果你对原子核的”一团浆糊“模型感到不满意,一个自然的问题便是,原子核是否有结构?如果有,是什么样的?这种结构是如何导致神秘的核反应发生的呢?进一步地,原子核是否也像核外电子一样,有可能有丰富多彩的能级呢?如果有,那为什么我们平常没有观测到呢?这便是下面将要回答的问题。

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