Nucléon est un mot générique pour désigner les particules lourdes qui composent le noyau atomique : les protons et les neutrons. Il est comme le mot générique fruit, utilisé pour inclure les pommes, les oranges et bien d’autres, sauf que la classe des nucléons ne contient que deux membres.
Le nombre de nucléons d’un noyau est un autre terme pour le nombre de masse ; il s’agit simplement du nombre total de nucléons dans le noyau. Dans le symbole d’un type particulier de noyau, le nombre de nucléons ou le nombre de masse est écrit en haut à gauche du symbole de l’élément. Par exemple, le symbole d’un noyau de carbone-14, l’isotope du carbone qui contient six protons (comme tous les noyaux de carbone) plus huit neutrons pour un total de 14 nucléons, est 14C.
L’utilisation de la terminaison -on pour les noms des particules subatomiques a commencé avec électron, un mot qui a été inventé en 1891 par le physicien irlandais George J. Stoney (1826-1911) en modifiant le mot électrique pour trouver un nom à l’unité de base de l’électricité. C’était six ans avant que J. J. Thomson (1856-1940) ne mesure réellement l’électron en tant que particule.
Après avoir découvert le noyau atomique en 1911, Ernest Rutherford (1871-1937) a proposé le nom de proton pour le plus léger de tous les noyaux : le noyau de l’atome d’hydrogène ordinaire. Proto- signifie « premier » en grec. En 1932, lorsque James Chadwick (1891-1974) a découvert une autre particule dans le noyau qui était très similaire au proton positif, à l’exception du fait qu’elle était électriquement neutre, il était naturel pour lui de l’appeler neutron. Il était ensuite tout aussi naturel d’appeler ces deux particules nucléaires des nucléons, surtout lorsque la théorie nucléaire a commencé à traiter le proton et le neutron comme deux états différents de la même particule fondamentale.
On ne pense plus cependant que les nucléons soient les particules nucléaires ultimes. Selon la théorie actuelle, chaque proton et chaque neutron est composé d’un trio de particules fondamentales appelées quarks – des particules qui sont considérées comme les entités véritablement fondamentales de la matière nucléaire. Le proton serait constitué de deux quarks de charge +2/3 chacun (appelés quarks up) et d’un quark de charge -1/3 (appelé quarks down). La charge du proton entier, qui est de +1, est la somme des charges de ses quarks : deux fois +2/3 et une fois -1/3 donnent +3/3 ou +1. Le neutron, quant à lui, est constitué d’un quark up de charge +2/3 et de deux quarks down de charge -1/3 chacun. La charge nette de zéro du neutron provient des charges de ses quarks : une fois +2/3 et deux fois -1/3 donnent zéro.
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