Física nuclear: ¿pueden existir núcleos similares a átomos sin protones?

La razón por la cual los núcleos con solo neutrones son inestables es la desintegración beta: el neutrón se convertirá en un protón. El protón no tiene exclusión con los otros neutrones en el cúmulo y tiene una energía mucho menor, del orden de MeV menos que el neutrón. Esto significa que la brecha de energía entre el estado del protón y el estado de neutrones se duplica aproximadamente en comparación con un neutrón libre.

La única razón por la que el neutrón tiene una larga vida es porque la diferencia entre la masa de protones y neutrones no es mucho más que la masa de electrones, por lo que hay muy poco espacio de fase para la desintegración. En los grupos de neutrones, el espacio de fase se hace mucho más grande y la descomposición es más rápida que 15 minutos. Lo mismo sucede con los núcleos ricos en neutrones, se desintegran beta relativamente rápido, porque hay un gran espacio de fase para la desintegración.

Como Marc Eichenlaub ha señalado, las estrellas de neutrones son los primeros objetos de neutrones estables, pero estos son enormes y están gravitacionalmente unidos. Hubo especulaciones de que las configuraciones de materia extraña neutras lo suficientemente grandes podrían tener una energía más baja que los núcleos, pero parece que no es así, ya que conduciría a un escenario del fin del mundo, donde un extraño se traga un planeta o una estrella de neutrones, colapsándolo a un agujero negro eventualmente.

La realización más directa que podría ser posible sería un estado unido a di-neutrones. Este posible estado no está limitado, lo que significa que es más energéticamente favorable tener un par de neutrones muy separados en lugar de estar juntos.

Esto es el resultado del hecho de que la fuerza nuclear fuerte tiene un término que trata un protón como una carga positiva y un neutrón como una carga negativa bajo una nueva fuerza llamada “Isospin”. Los signos opuestos se atraen, lo que significa que el estado protón-neutrón es atractivo y el estado protón-protón y el estado neutrón-neutrón son repulsivos.

Mientras que dos neutrones no forman un estado unido, 3 o más neutrones podrían formar un estado unido. No creo que tengamos evidencia experimental de cuántos neutrones se necesitan para convertirse en una partícula estable.

La fórmula semi-empírica de Weizsäcker para masas nucleares
Fórmula de masa semiempírica.
parece indicar que todos los estados de neutrones nunca serían estables.

Obviamente, cuando se incluye la gravedad, la interacción gravitacional eventualmente conducirá a que todos los estados de neutrones sean estables y llamaremos a estas estrellas de neutrones.

Lamento la tardanza. Entonces, la pregunta es básicamente si es posible tener un par (o más) de neutrones limitados en el espacio exterior, ¿verdad? La respuesta es “no”. En realidad, la única forma de formar tal estado es en un superfluido de neutrones. Donde el neutrón forma algo similar a los pares de cobre, y no están muy cerca uno del otro. Creemos que puede encontrar este tipo de estados dentro de una estrella de neutrones, por lo que están restringidos solo a ese entorno. Y como alguien dijo, las estrellas de neutrones NO solo están hechas de neutrones, tienes en la superficie una atmósfera delgada con elementos normales como carbono, etc. En el interior tendrás neutrones, protones, electrones y pueden ser muones con otras partículas exóticas.
Sobre la fusión de los neutrones, por lo que sé, necesitarás mucha, pero mucha energía. Y no estoy seguro de que puedas tener eso incluso en una supernova. En cualquier caso, dado que no puede tener este par de neutrones en el espacio exterior, no es un candidato para la materia oscura.

Puedes leer aquí un poco sobre esta repulsión de neutrones. Lo cual se debe al conocido principio de Pauli.
Los neutrones se repelen entre sí, al igual que los protones. Los núcleos se mantienen unidos por las atracciones de neutrones y protones.

PD: Si alguien piensa que estoy equivocado, me encantaría hablar de eso.

Esta es una buena pregunta porque demuestra que la fuerza nuclear fuerte no existe. Si lo hiciera, entonces no tendría problemas para unir muchos neutrones.

Hay una teoría no convencional que afirma que los protones están hechos de positrones en un núcleo orbitado por electrones. Cuando se formaron en el plasma primordial, finalmente colisionaron y capturaron un electrón del plasma para formar un núcleo de deuterio, etc. Si un neutrón fue formado por un protón que captura un electrón, el neutrón resultante es inestable y volverá a ser un protón y un electrón en 10 minutos. Entonces la estructura del neutrón es similar al protón.

Además, la unión entre protones y neutrones es electromagnética, es decir, no es necesaria la fuerza fuerte. Ahora que conocemos la estructura del neutrón, tampoco hay necesidad de la fuerza débil porque fue inventada para explicar cómo un quark down cambia a un quark up. Ahora que sabemos que los neutrones tienen electrones, podemos explicar la descomposición electromagnéticamente; y no necesitamos tomar prestada 80 veces la energía de masa del neutrón para mediar en la fuerza débil. También podemos explicar la desintegración beta + porque los nucleones ya tienen positrones en ellos.

Los científicos en el siglo XIX querían explicar todo en términos de la fuerza EM; un pensamiento hecho eco por Nikola Tesla en el siglo XX. Cualquier mención de Tesla, el ingeniero, relega cualquier teoría a la ciencia marginal.

Siento que no estoy lo suficientemente equipado para responder esta pregunta. Sin embargo, permítame tratar de abordarlo desde una perspectiva estándar (sin ser demasiado técnico). Siéntase libre de agregarme o corregirme.

A menudo llamamos protones de iones H + porque no tienen electrones. Un átomo es la unidad más pequeña de materia que todavía tiene propiedades de un elemento químico. Si por alguna razón eliminas todos los protones (dejando solo electrones y neutrones), ¿todavía se considera un átomo? El número de protones le da a un elemento sus características. En ese sentido, no puedo imaginar un átomo sin protones.

Una vista alternativa: un protón es una partícula de materia 3D estructurada. Los fotones son las partículas de materia 3D más básicas. Dos fotones forman una unión binaria para formar un bitón. Dos bitones en planos perpendiculares alrededor de un centro común forman un tetrón. Los tetrones tienden a formar una sola capa. A medida que esta capa alcanza un tamaño crítico, se pliega sobre sí misma para formar una capa esférica de una sola capa. Esta unidad es un neutrón. Ver: http://viXra.org/abs/1404.0005

Tres tetrones en planos mutuamente perpendiculares sobre un centro común forman un hextón. Dependiendo de las direcciones de movimiento y giro de los fotones constituyentes, los hextones pueden ser electrones o positrones. La partícula formada por un caparazón de neutrones alrededor de un positrón es un protón. Sin embargo, es más probable que dos capas similares a neutrones se formen simultáneamente alrededor de un positrón. Tal partícula es un deutrón. Los deutrones son componentes principales de los núcleos atómicos. Actualmente, un deutrón se cuenta como un protón + un neutrón. Es por eso que se requiere que cada núcleo tenga igual o más neutrones que protones. La inclusión de protones o neutrones adicionales en los núcleos es rara. Por lo tanto, la mayoría de los átomos existen sin protones. Ver: ‘MATERIA (reexaminada)’ MATERIA

Puede tener átomos de positronio, que son un electrón y un positrón, pero no hay un núcleo real.

También puede tener átomos donde el núcleo está hecho de antiprotones con positrones a su alrededor, pero es algo costoso hacer uno, y debe tener cuidado al manipularlo.

Realmente no existe ningún animal como la fusión de neutrones. La fusión ocurre entre los núcleos.

Las ideas actuales sobre la materia oscura es que se trata de una partícula muy masiva desconocida que solo reacciona débilmente con la materia regular, algo así como grandes neutrinos gordos. Tendrían tendencia a caer directamente a través de los planetas, pero como no hay mucho para detenerlos, saldrían del otro lado.

Siento que no. Déjame intentar hacer una analogía. De acuerdo con la filosofía india, hubo dos energías durante la creación; masculino y femenino. La energía masculina es el observador y la energía femenina es la observada; ya sea en forma material u otras formas. Entonces, en comparación con un átomo, en el que el observador central (protón) observa los electrones, sin un observador, no hay significado para una ‘observación’. Por lo tanto, debe existir un protón para construir un átomo.

Gracias..

Creo que no puedes decir nada. Es mi opinión lo que puede diferir de los demás. No se puede decir que es un átomo porque no se puede clasificar. No puede colocarlo en la tabla periódica. Si expulsa el protón, digamos del átomo de H, y estudia el sistema izquierdo en ese mismo instante, no puede decirlo como partícula subatómica, ya que también hay otras partículas, como los mesones, etc. Sin embargo, después de un cierto período de tiempo, el electrón quedaría libre y quedará solo con protones y otras partículas, que pueden o no interactuar.