La respuesta es un poco más sutil de lo que la mayoría de la gente espera, tiene poco que ver con la carga de los protones.
Los protones y los neutrones se atraen entre sí a través de la fuerte interacción nuclear, por lo que les gusta mantenerse unidos. Sin embargo, los protones y los neutrones también son fermiones , por lo que obedecen el principio de exclusión de Pauli . Esto significa simplemente, que 2 protones no pueden ocupar el mismo estado (la misma órbita si lo desea) y tampoco pueden 2 neutrones. El resultado es que cuando más y más nucleones se unen a la fiesta, siempre tienen que ocupar estados de mayor energía, al igual que los electrones en el átomo.
Entonces, antes de formar un núcleo, los nucleones tienen que decidir si vale la pena tener que atraer la fuerte atracción nuclear para ocupar estados de alta energía. Ahora aquí está el truco: las partículas de diferentes especies no obedecen el principio de Pauli, esto significa que un protón y un neutrón pueden ocupar felizmente el mismo estado juntos, mientras que 2 protones o 2 neutrones no pueden. Esto hace que un núcleo con aproximadamente la misma cantidad de neutrones y protones tiende a ser mucho más estable que uno con más protones que neutrones o viceversa, ya que los nucleones pueden ocupar estados de energía más bajos y mantenerse más unidos de esa manera.
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A medida que el núcleo se hace bastante grande, alrededor de 40 nucleones, la repulsión eléctrica de los protones comienza a acumularse y sesga la distribución, por lo que los núcleos pesados tienden a tener más neutrones que protones.
