Si un electrón colisionara con un protón, con suficiente energía, ¿podrían causar la creación de un neutrón para formar deuterio?

Puedo pensar en dos formas de producir un deuterón bombardeando protones con electrones, pero ambos tienen probabilidades extremadamente pequeñas. Una es usar un haz de electrones de baja energía (como 1 MeV) en el objetivo de protones con la esperanza de inducir una reacción inversa de desintegración beta:

[matemáticas] e ^ – + p \ rightarrow n + \ nu_e. [/ matemáticas]

La sección transversal para tal reacción ya es muy pequeña, y luego hay que esperar que el neutrón producido en esa reacción logre unirse con otro protón del objetivo, para formar un deuterón (nuevamente, muy baja probabilidad).

La segunda idea sería utilizar un haz de electrones de energía suficientemente alta, de modo que haya suficiente energía disponible para producir un par adicional de nucleón-anitnucleón en una colisión dura de electrones-protones (en realidad, electrones-quark):

[matemáticas] e ^ – + p \ rightarrow e ^ – + p + n + \ bar n + X [/ matemáticas]

(o, en otra variante con antiprotón en lugar de antineutrón). Y luego espero que el nucleón producido esté en reposo con respecto al remanente del protón golpeado y se una con él. Si bien a energías suficientemente altas, la producción del par nucleón-antinucleón no es tan improbable, las posibilidades de que el momento de dos nucleones salientes coincidan tan perfectamente que podrían unirse para formar un deuterón son extremadamente pequeñas.

¡Lanzaste demasiado junto con un salto en la lógica!

Según MC Physics, un neutrón es en realidad solo un protón con algunas partículas negativas (incluidos los electrones y sus constituyentes) para convertirse en carga neutral … al igual que la mayoría de las otras cargas en el universo.

Por lo tanto, un electrón con suficiente energía cinética que colisiona con el protón (y con partículas cargadas cercanas) podría formar un neutrón.

Ese neutrón con otro protón (por ejemplo, hidrógeno) podría formar deuterio, una versión más pesada de hidrógeno.

No, porque en la reacción:

protón + electrón + antineutrino = neutrón

el protón ya no existe en el canal de salida. Si hay otros protones cerca, entonces sí, se puede crear deuterón.