Trong
hóa học và
vật lý học,
nucleon (tiếng Việt đọc là: nu c-lôn hay nu c-lông) là một trong các hạt cấu tạo nên
hạt nhân nguyên tử. Mỗi hạt nhân nguyên tử chứa một hoặc nhiều nucleon, và mỗi nguyên tử chứa một hạt nhân bao gồm đám các nucleon vây quanh bởi một hoặc nhiều
electron. Có hai loại hạt nucleon:
neutron và
proton.
Số khối của một
đồng vị của nguyên tử được đồng nhất bằng số các hạt nucleon trong hạt nhân của nó. Do vậy thuật ngữ số nucleon có thể được sử dụng với thuật ngữ tương tự phổ biến như số khối hoặc số khối nguyên tử.Cho đến tận thập niên 1960, các nhà vật lý vẫn còn nghĩ rằng nucleon là những
hạt cơ bản, loại hạt mà không thể phân chia thành những thành phần nhỏ hơn. Bây giờ họ biết rằng chúng là các
hạt tổ hợp, chứa ba
quark liên kết với nhau bởi
tương tác mạnh thông qua hạt
gluon. Tương tác giữa hai hoặc nhiều nucleon được gọi là tương tác liên nucleon hoặc
lực hạt nhân, mà về bản chất chính là do tương tác mạnh. (Trước khi phát hiện bằng thực nghiệm các quark, thuật ngữ "tương tác mạnh" được coi như là tương tác giữa các nucleon.)Phạm vi nghiên cứu nucleon nằm ở ranh giới giữa
vật lý hạt và
vật lý hạt nhân. Vật lý hạt, đặc biệt là thuyết
sắc động lực học lượng tử, cung các những phương trình cơ bản giúp giải thích các tính chất của các hạt quark và của tương tác mạnh. Những phương trình này giải thích một cách định lượng các hạt quark liên kết với nhau như thế nào trong hạt proton và neutron (và ở mọi
hadron khác). Tuy nhiên, khi nhiều nucleon cấu thành lên hạt nhân nguyên tử (
nuclide), những phương trình cơ bản này trở lên quá khó để giải một cách trực tiếp (xem
lý thuyết dàn QCD). Thay vào đó, các nuclide được nghiên cứu trong khuôn khổ của
vật lý hạt nhân, ngành nghiên cứu các nucleon và tương tác của chúng bằng các phép xấp xỉ và mô hình hóa, như
mô hình vỏ hạt nhân. Những mô hình này có thể giải thích thành công các tính chất của nuclide, ví dụ liệu một nuclide cho trước có chịu quá trình
phân rã phóng xạ hay không.Proton và neutron đều là các
baryon và
fermion. Chúng có tính chất khá giống nhau. Một hạt mang điện tích tổng khác 0 và hạt kia có điện tích bằng 0;
khối lượng của proton chỉ nhỏ hơn 0,1% so với của neutron. Do vậy, chúng có thể được coi là hai trạng thái của cùng nucleon. Cùng với nhau chúng tạo thành bộ đôi (doublet)
isospin (
I = 1⁄2). Trong không gian isospin, neutron biến đổi qua phép quay thành proton, và ngược lại. Các nucleon này chịu tác động giống như nhau bởi tương tác mạnh và hành xử hệt như nhau dưới ảnh hưởng của tương tác này. Điều này hàm ý rằng tương tác mạnh là bất biến khi thực hiện biến đổi
quay trong không gian isospin. Theo
định lý Noether, đại lượng isospin được bảo toàn ứng với tương tác mạnh.
[1]:129–130