[Geku]

Eines vorweg, man darf sich Neutronen, Protonen und Elektronen nicht alls feste Kugeln vorstellen.

Neutronen und Protonen werden oft als sphärische Objekte betrachtet, obwohl ihre interne Struktur komplexer ist. Sie haben keine feste Oberfläche im klassischen Sinne wie ein Festkörper. Stattdessen können sie als eine Art "Wolke" von Quarks und Gluonen betrachtet werden, die von den starken Wechselwirkungen zusammengehalten werden. In gewisser Weise haben sie jedoch eine "äußere Grenze", die durch die Verteilung der Ladung und der Quarks bestimmt wird.

Für Elektronen gilt ein ähnliches Konzept, obwohl sie als Elementarteilchen betrachtet werden und keine subnuklearen Strukturen wie Quarks und Gluonen haben. Elektronen werden oft als punktförmige Teilchen betrachtet, aber in der Quantenmechanik wird ihre Position durch eine Wahrscheinlichkeitsverteilung beschrieben, die als Wellenfunktion bezeichnet wird. Diese Wellenfunktion erstreckt sich über den Raum und gibt die Wahrscheinlichkeit an, das Elektron an einem bestimmten Ort zu finden. In diesem Sinne haben Elektronen keine feste Oberfläche, sondern eine "Wolke" von Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen, die ihre Position beschreiben.

Ähnlich wie bei Elektronen werden Quarks als punktförmige Teilchen betrachtet, die keine feste Oberfläche haben. Quarks sind jedoch nie isoliert, sondern treten immer in Kombinationen auf, um andere Teilchen wie Protonen und Neutronen zu bilden. Diese Kombinationen werden als Hadronen bezeichnet. Die Wechselwirkungen zwischen den Quarks innerhalb eines Hadrons werden durch die starke Kernkraft vermittelt, die sehr unterschiedliche Zustände ermöglicht, aber auch dazu führt, dass Quarks nie isoliert beobachtet werden können. Innerhalb eines Hadrons beschreiben komplexe mathematische Modelle die Verteilung der Quarks und ihrer Wechselwirkungen, aber eine feste Oberfläche im klassischen Sinne haben sie nicht.

Die starke Kernkraft hat jedoch eine begrenzte Reichweite, weshalb sie mit zunehmendem Abstand zwischen den Quarks schnell abnimmt. Dadurch werden größere und schwerere Kerne instabil, da die abstoßenden elektrostatischen Kräfte zwischen den Protonen überwiegen würden. Dies erklärt, warum es keine wesentlich größeten und schwereren Kernteilchen als Neutronen und Protonen gibt.