Esta es una gran pregunta y la respuesta se encuentra en el corazón de mucha física nuclear de la vieja escuela. Hay dos fuerzas principales que actúan en el núcleo: en primer lugar, la fuerza fuerte residual y, en segundo lugar, la fuerza eléctrica. Hay un poco complicado: la fuerza fuerte residual funciona mejor entre pares protón / neutrón que entre protón-protón o neutrón neutrón.
Puedes ver esto incluso en los núcleos más ligeros: un deuterón es neutrón más protón, y es un núcleo estable que existe en la naturaleza. Tanto el diprotón (dos protones) como el dineutrón (dos neutrones) pueden fabricarse en un acelerador, pero se desmoronan en muy poco tiempo.
Entonces, el trato es para núcleos ligeros, obteniendo suficientes neutrones y protones en la mezcla para que la fuerza sea lo suficientemente atractiva como para mantener las cosas juntas. Puedes ver si miras un gráfico como este:
- Como un protón está hecho de 3 quarks, ¿hay algún espacio vacío en un protón?
- ¿A qué saben los electrones, protones y neutrones?
- ¿Qué sucede cuando 2 protones chocan entre sí?
- ¿Qué pasa si un electrón se coloca muy cerca junto con un protón en el espacio libre? ¿Se tocarán finalmente y se fusionarán para formar algo nuevo?
- ¿Qué proporciona energía a los protones necesarios para existir en el núcleo que vence la fuerza repulsiva mutua?
que para un número bajo de protones (elementos ligeros) generalmente es cercano al número de protones = número de neutrones. Sin embargo, a medida que se agregan más protones, la banda amarilla (núcleos estables observados) comienza a desviarse hacia más neutrones que protones. Esto se debe a que con más y más protones, la fuerza eléctrica (repeler los protones entre sí) comienza a ser comparable a la fuerza nuclear residual, y el núcleo se desmorona. Agregar más neutrones tiene el efecto de mover los protones en promedio un poco más separados, disminuyendo el problema; Por otro lado, agregar * demasiado * muchos más neutrones altera demasiado el equilibrio de neutrones-protones y el núcleo se desmorona. Entonces, existe esta banda estrecha donde “funciona” y en algún momento ya no funciona porque es imposible alcanzar el equilibrio entre el equilibrio de neutrones / protones y la reducción de la fuerza eléctrica.
