SN.1 · Nuclear binding, particle families and Hall carriers

Đo độ dẫn điện đơn thuần không cho biết electron hay lỗ trống nào chi phối sự vận chuyển. Một phép đo Hall từ tính cung cấp bài kiểm tra có dấu.

Tiên quyết: 8, 46.

• So sánh năng lượng liên kết trên mỗi nucleon và năng lượng phản ứng
• Phân biệt lepton, meson và baryon với các ràng buộc bảo toàn
• Suy luận dấu hạt tải chủ đạo từ mô hình Hall một hạt tải

Năng lượng liên kết B là năng lượng cần thiết để tách một hạt nhân thành các nucleon tự do cấu tạo nên nó, bằng với khối lượng thiếu hụt tương ứng nhân với c². Năng lượng liên kết trên mỗi nucleon B/A là đại lượng so sánh thích hợp giữa các số khối khác nhau; một hạt nhân nặng hơn có thể có tổng B lớn hơn nhưng B/A nhỏ hơn. Đỉnh rộng của B/A nằm gần vùng sắt/niken. Phản ứng nhiệt hạch của hạt nhân nhẹ và phân rã của hạt nhân rất nặng có thể giải phóng năng lượng khi sản phẩm có tổng năng lượng liên kết lớn hơn. Đối với một phản ứng, Q=(khối lượng nghỉ ban đầu−khối lượng nghỉ cuối cùng)c²; Q dương nghĩa là năng lượng được giải phóng. Luôn so sánh các đồng vị cụ thể và sản phẩm cuối cùng được chỉ định, không chỉ tên nguyên tố.

Các lepton như electron, muon và neutrino không được cấu tạo từ các quark cấu tử trong Mô hình Chuẩn. Một muon âm mang điện tích −e và spin 1/2, giống như electron, nhưng có khối lượng khác và thuộc về một họ hương vị khác; nó không phải là meson mặc dù có tên gọi lịch sử. Hadron chứa quark: meson thông thường có một quark và một antiquark, còn baryon thông thường có ba quark. Các antibaryon tương ứng có ba antiquark. Các mô hình phân loại cơ bản này không ngụ ý rằng mọi hạt tổ hợp đều là baryon hoặc meson đơn giản.

Kiểm tra điện tích, năng lượng, động lượng, số baryon và các số lepton liên quan trong một quá trình đề xuất. Ba quark uud của proton cộng lại mang điện tích +e; neutron udd cộng lại bằng không. Phân rã beta-minus n→p+e−+antineutrino bảo toàn điện tích và bao gồm antineutrino để cân bằng số lepton và động học. Khối lượng riêng của một hạt không đủ để phân loại nó là quark, lepton hay hadron. Ngưỡng phản ứng có thể yêu cầu động năng vượt quá hiệu khối lượng nghỉ tỏa nhiệt khi có các ràng buộc khác áp dụng.

Trong vật dẫn một hạt tải đơn giản, lực Lorentz từ trường ngang xây dựng điện trường Hall cho đến khi lực tác dụng lên hạt tải ngang cân bằng. Với quy ước tensor/dấu đã nêu, hệ số Hall là R_H=1/(nq); q âm cho hệ số âm kiểu electron, q dương cho hệ số dương kiểu lỗ trống. Độ lớn điện trở suất đơn thuần không tiết lộ dấu này. Thiết lập hướng dòng điện, từ trường và điện thế một cách nhất quán trước khi đọc cực tính thô. Chất bán dẫn có cả electron và lỗ trống đóng góp đều đòi hỏi mô hình hai hạt tải có trọng số độ di chuyển; hệ số đơn giản không nhất thiết bằng nghịch đảo của mật độ hạt tải tổng cộng.

Trong mô hình hiệu ứng Hall một hạt tải, sử dụng $R_H=1/(nq)$ với quy tắc dây dẫn cố định. Đối với electron, q = -e, n = $5.0\times10^{22}$ trên mét khối,

Hệ số âm chỉ ra các hạt tải kiểu electron theo mô hình này, không phải mật độ âm. Cực tính điện thế thô chỉ có ý nghĩa khi đã khai báo hướng từ trường và hướng dây dẫn.

So sánh năng lượng liên kết trên mỗi nucleon, không chỉ tổng năng lượng liên kết. Một muon là lepton, và dấu Hall đòi hỏi quy ước đo lường và mô hình mang điện được công bố.

năng lượng liên kết trên mỗi nucleon: Năng lượng liên kết hạt nhân chia cho số lượng nucleon.

hệ số Hall: Hệ số tỷ lệ có dấu liên hệ giữa điện trường Hall ngang với mật độ dòng điện và từ trường dưới một quy ước đã nêu.