¿Tendría alguna elasticidad una bola hecha de neutrones?

Ningún objeto o sistema físico real puede ser perfectamente incompresible. Algunas cosas pueden comprimirse y no recuperarse significativamente. Tales objetos tienen baja elasticidad. Es posible que algo pueda tener exactamente cero elasticidad, pero no puedo pensar en nada que lo haga.

Una bola de neutrones sería compresible y tendría cierta elasticidad. De hecho, en cierto sentido, podría ser muy elástico ya que si se comprime, debería expandirse muy rápidamente a sus dimensiones originales después de eliminar las fuerzas de compresión.

Los neutrones se visualizan como compuestos de quarks unidos y confinados por gluones. Se ha encontrado que los Quarks no tienen más de 10 ^ -19 m de ancho, mientras que los neutrones tienen aproximadamente 10 ^ -15 m de ancho. Hay mucho espacio en un neutrón para la compresión.

OTOH, no es probable que exista una bola de neutrones puros. Incluso una estrella de neutrones no estaría compuesta solo de neutrones, incluso si ignoramos las partes externas: composición de la estrella de neutrones – Búsqueda de Google.

Hmm … hay algunas respuestas diferentes aquí. Y algunas maneras de entender / abordar su pregunta.

Primero, por supuesto, una bola de neutrones sería altamente inestable. Los neutrones se pueden estabilizar como parte de un núcleo (por los protones y la fuerza fuerte) o en una estrella de neutrones (más o menos) por la gravedad … así que tal vez podríamos imaginar alguna circunstancia en la que esto sea plausible. Si sacas una bola de neutrones de una estrella de neutrones, se volaría violentamente debido a la enorme presión que se libera. No hagas eso.

En segundo lugar, bueno, en aquellas circunstancias en las que los neutrones son lo suficientemente estables como para ser un material, generalmente actúan como un líquido y no como un sólido. Por ejemplo, una de nuestras mejores descripciones del núcleo es como una gota líquida. Esto incluye propiedades mecánicas (como la oscilación) aunque, por supuesto, es un modelo y debe tomarse con un grano de sal. Puede mirar el sitio de hiperfísica que ofrece una descripción un poco más detallada: Modelo de gota de líquido del núcleo De manera similar, las estrellas de neutrones pueden comportarse más como superfluidos con una corteza cristalina (de hierro). Pero nuestra comprensión de las estrellas de neutrones es muy incompleta (¡y mi propia comprensión aún más!). Por lo tanto, es posible que su bola de neutrones salpique o salpique en lugar de rebotar, independientemente de la elasticidad.

Finalmente … y probablemente más a su punto … el hecho de que sean neutrales no significa automáticamente que los neutrones no tengan interacciones. Los átomos son (en general) neutrales también, y tienen interacciones electrostáticas. Esto se debe a que los átomos son partículas compuestas con cargas positivas y negativas, y esto provoca un campo dipolar (y otros órdenes superiores) que provoca atracción o repulsión entre los átomos. Los neutrones también son partículas compuestas, por lo que se aplican consideraciones similares.

También hay otras fuerzas que las electrostáticas en juego … particularmente la presión de degeneración de neutrones por la cual el principio de exclusión de Pauli evita que los neutrones se superpongan.

Nuestro mejor modelo de estrellas de neutrones sugiere que tienen casi el mismo radio independientemente de su masa … para que pueda ver que son altamente compresibles. No estoy seguro de cuánto de esto se puede mantener debido a los neutrones mismos, y cuánto el equilibrio entre los neutrones y la materia normal en el desplazamiento de la estrella (a pesar del nombre, las estrellas de neutrones no son neutrones puros, especialmente cerca de la superficie).

Entonces … en resumen, supongo que los neutrones pueden comprimirse, por lo que se podría ver que tienen elasticidad. Pero si alguien le ofrece una pelota súper rebote hecha exclusivamente de neutrones, ¡simplemente diga NO!

Sí, lo haría, pero también 1) tendría un módulo de Young fantásticamente más alto que cualquier material normal (por ejemplo, cristal) 2) ya que no hay fuerza eléctrica para mantenerlo unido, sería sostenido por la fuerza nuclear, lo que haría es increíblemente denso: una cucharadita de tal materia pesaría más de una tonelada.

En la vida real, nos acercamos más a esto con la materia en una estrella de neutrones. Pero allí, la gravedad lo mantiene todo unido. Si intentamos literalmente hacer una pequeña bola de neutrones, se volaría a medida que intentamos crecer más que el núcleo más grande.

No, sería básicamente una estrella de neutrones que es completamente rígida.

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