¿Cómo se reúnen los protones en el núcleo de un átomo a pesar de la repulsión esperada que deberían exhibir?

La repulsión de la que estás hablando es la repulsión electrostática, que de hecho es una fuerza muy fuerte en comparación con la gravedad. Si unieras 2 protones normalmente, experimentarías una repulsión creciente en función de r ^ -2, donde r es la distancia entre los protones (fuerza de Coulombic).

¿Qué pasa si reúnes toda tu fuerza (metafóricamente) y empujas los 2 protones lo más cerca que puedes?

Vería la aparición de una nueva fuerza mucho más fuerte que la repulsión electrostática. Esa nueva fuerza es otra de las fuerzas fundamentales, la fuerza nuclear fuerte .

La fuerza nuclear fuerte es una fuerza dominante solo a distancias muy cortas (del orden de 10 ^ -15 m aproximadamente). Una vez que vaya por debajo de este rango, la atracción anulará cualquier otra fuerza. Incluso los neutrones no cargados se ven afectados por esto. Esta fuerza es lo que mantiene unidos los núcleos atómicos.

Una página de ciberfísica

Se podría decir que esta es una razón por la que la fusión nuclear es tan difícil de lograr. A diferencia de la fisión, tienes que acercar los átomos tanto que alcanzan el rango de fuerza fuerte y superar su repulsión. Sin embargo, una vez que se juntan, liberan cantidades masivas de energía, que alimenta las estrellas.

Debería ver respuestas en otros hilos de quora sobre este mismo tema.

Sin embargo, intentaré darte una idea. Los protones, los neutrones no son cosas reales. Son límites que imaginamos para ayudarnos a cuantificar y predecir lo que no es determinista: la teoría cuántica de campos no es determinista y utiliza la probabilidad para darnos una respuesta ideal.

¿Qué son los protones y los neutrones entonces?

Son quarks delimitados: partículas puntuales que están unidas por la fuerza nuclear fuerte.

Hay 6 (y otros 6 en una zoología de partículas diferente más extendida). Nuestros núcleos están compuestos si son claramente dos tipos; Arriba y abajo.

Los quarks ascendentes tienen +2/3 de carga, los de abajo tienen -1/3 de carga.

En un protón, hay quarks 2U / 1D. + 2/3 + 2 / 3-1 / 3 = +1. Esta es tu energía positiva.

Los neutrones son 2D / 1U y, por lo tanto, + 2 / 3-1 / 3-1 / 3 = 0. Su neutrón está por lo tanto descargado.

A medida que sube la tabla periódica, el número de protones define los elementos y este número entero aumenta linealmente. Sin embargo, los números de neutrones no aumentan linealmente y esto se debe a la geometría.

El uranio 238 tiene 92 protones pero 146 neutrones. Estos neutrones mantienen el núcleo unido debido a la fuerza débil (que no es débil).
Sin embargo, cuando grafica estos protones y neutrones junto con sus respectivos campos de quark, los quarks adyacentes interactúan entre sí y aquí es donde radica su respuesta. Puedes buscar en Google el gráfico de campo de quark. Parece un gráfico de campo eléctrico.

¿Y qué mantiene unidos a estos quarks? Se debe a los gluones, las partículas mensajeras de la fuerza fuerte.

Espero que esto ayude, pero realmente no deberías hacer un nuevo hilo cuando tu pregunta ya ha sido cuestionada y respondida con un conocimiento mucho más complejo que lo que he hecho aquí.

Le solicito que visite mi blog en: Publicaciones de Investigación de Física, capítulos 3A y B. ¡Allí encontrará de qué están hechos los protones y por qué se atraen entre sí en los núcleos que supuestamente rechazan según las hipótesis actuales de la Mecánica Cuántica!

Antonio

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