¿Por qué los núcleos y los protones se combinan en la naturaleza?

En primer lugar, parece que ha confundido “neutrones” con “núcleos”. “Núcleos” es la forma plural de núcleo, que a su vez es la parte ‘central’ de un átomo que contiene tanto neutrones como protones (denominados colectivamente nucleones).

Todas las interacciones en el universo se rigen por cuatro fuerzas fundamentales: la fuerza gravitacional, la fuerza electromagnética y las fuerzas nucleares débiles y fuertes. La que se requiere para responder a su pregunta es la fuerza nuclear fuerte, ya que mantiene unidos protones y neutrones para formar núcleos atómicos (así como quarks para formar protones y neutrones). Como su nombre lo indica, esta fuerza es muy fuerte; de ​​hecho, es la más fuerte de las cuatro. Sin embargo, sus efectos solo se pueden experimentar a corto alcance. A distancias de menos de 1.7 fm (o 1.7 × 10 ^ −15 m), la fuerza nuclear fuerte y atractiva es más fuerte que la fuerza repulsiva entre protones y en realidad logra superar la repulsión de protones dentro del núcleo.

(Si desea obtener más información al respecto, lea sobre QCD. Sin embargo, debo advertirle: el nombre es un poco engañoso. Algo así como cómo los diferentes tipos de quarks se conocen como ‘sabores’).

La respuesta principal es que la fuerza fuerte entre los protones y los “neutrones” los mantiene combinados en un núcleo mediante el intercambio de piones que son pares quark-antiquark. Dado que los protones y los neutrones no contienen antiquarks, se crean espontáneamente mediante un proceso llamado producción de pares.

Una teoría no convencional elimina todo eso al afirmar que no existe la antimateria; solo hay positrones y electrones que se crearon en números iguales poco después del big bang cuando la energía primordial se dividió en un par electrón-positrón a partir del cual se forman protones y neutrones. Tienen un núcleo de positrones orbitados por electrones como en la estructura atómica con un positrón adicional en el protón y el neutrón que tiene el mismo número de electrones y positrones.

Con esa estructura del protón y el neutrón, puedo responder a su pregunta: cuando un protón y un neutrón se acercan, las fuerzas electrostáticas entre los positrones de un nucleón atraen los electrones del otro y forman un orbital nuclear al igual que los átomos forman un orbital molecular.

Se observa que un protón libre es estable pero un neutrón libre es inestable. Por lo tanto, cuando un protón y un neutrón se combinan, un electrón del neutrón gira libremente dentro del orbital nuclear, dejando al neutrón como un protón estable. También explica por qué el neutrón en un núcleo es indistinguible de un protón.

Intenta eso con los quarks. Las estructuras de quarks del protón y el neutrón son fundamentalmente diferentes y no pueden explicar la estabilidad e indistinguibilidad del neutrón.

Además, cuando el neutrón libre se desintegra en un protón, un electrón y una forma de neutrino, se puede ver fácilmente cómo se hace desde la teoría no convencional. Pero la corriente principal requiere que la fuerza débil tome prestada 80 veces la energía del neutrón que no existe para que pueda crear el bosón W. Luego, la gran partícula W se descompone en un protón, un electrón y un antineutrino.

Entonces, recuerde que, según la teoría no convencional, los protones y los neutrones se mantienen unidos por fuerzas electromagnéticas, no por la fuerza fuerte; y la descomposición de neutrones ocurre espontáneamente y no toma energía prestada como la fuerza débil. Además, la producción espontánea de pares es una conveniencia que apoya una teoría falsa.

Del mismo modo, los quarks no pueden existir como partículas separadas, tienen que estar confinados para siempre. Si te esfuerzas demasiado por separarlos, se formarán espontáneamente antiquarks que se emparejarán con los quarks para formar mesones. Los Quarks también tienen colores invisibles que no se pueden aislar y esto se explica en otra teoría falsa llamada Quantum ChromoDynamics (QCD) para cumplir con el Principio de Exclusión de Pauli.

Sin embargo, si quieres una carrera en física, debes creer en los quarks; cargas de color; producción de pares espontáneos; pedir prestado energía que no existe mientras la pagues; confinamiento de quark; las fuerzas nucleares fuertes y débiles; y mecánica cuántica. Y algunas cosas más importantes son que debes ignorar el sentido común; tu propia intuición; y sus propios medios independientes de pensar.

Buena suerte con eso.

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¿Por qué eres como eres? primero no hay núcleos sin protones, por lo que su pregunta es incorrecta, debe mejorarla, luego recibirá una respuesta. El núcleo está hecho de protones + neutrones combinados bajo una fuerza nuclear muy fuerte, la fuerza más fuerte de la naturaleza.
Así que repita su pregunta correctamente y vuelva a plantearla si lo desea.

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