¿Cómo podría un protón convertirse en un neutrón?

Florian Klimm escribió su respuesta al mismo tiempo que yo estaba jugando con la mía. Es casi correcto, pero el bosón intercambiado es un W + si quieres que un protón vaya a un neutrón.

Un protón puede convertirse en un neutrón de dos maneras:

(1) Emite un positrón y un electrón-neutrino, para conservar el número de leptones.

(2) Absorbe un electrón y da un neutrón más un neutrino electrónico para conservar el número de leptones.

Los protones libres son estables, pero los dos anteriores pueden ocurrir con protones dentro de los núcleos. El proceso ocurre en el nivel de quark a través de la Fuerza Nuclear Débil, en la cual un quark up (carga = + 2/3) cambia a un quark down (carga = -1 / 3) al interactuar con una partícula virtual llamada W. AW es primo del fotón y tiene masa debido al mecanismo de Higgs, por lo que su pregunta es bastante interesante.

Sin embargo, Florian ha dado la mejor respuesta, que es “Busque el diagrama de Feynman”, que responde muchas preguntas como esta y le enseña sobre la física de partículas.

Esto se llama decaimiento [matemático] β ^ + [/ matemático].

El diagrama de Feyman de una descomposición [matemática] β ^ – [/ matemática] se ve así [1], la [matemática] β ^ + [/ matemática] es simplemente el proceso inverso:

Tenga en cuenta que esto es básicamente la conversión de un quark down (d) en un quark up (u) bajo la radiación de un bosón [math] W ^ – [/ math]. El bosón tiene carga de -1 y los quarks -1/3 y 2/3, por lo que se conserva la carga.

El bosón W mismo se descompondrá en un electrón y un antineutrino electrónico.

Notas al pie

[1] Archivo: Beta Negative Decay.svg – Wikipedia

Un protón se convierte en un neutrón y viceversa al emitir piones o pi-mesones con carga positiva y carga negativa, respectivamente. Son responsables de las fuerzas nucleares originarias. Además, se pueden transformar entre sí cambiando los quarks, emitiendo así bosones vectoriales o indicadores (W + y W-).

Proton tiene dos quarks arriba y uno abajo. Neutron tiene uno quarks arriba y dos abajo. Entonces, se intercambia un quark y se emiten bosones, convirtiendo el protón en neutrón y el neutrón en protón.

En primer lugar, tanto el protón como el neutrón se llaman físicamente nucleón, por lo que cuando este nucleón toma el estado del protón se convierte en protón, pero si toma el estado neutrónico se convierte en neutrón, esto es en general. Ahora, está muy bien sabido que a pesar de que la beta se descompone en ciertos elementos radiactivos, el protón dentro del neucleus se convierte en protón como P —–> n + (e +) + v ~ (antineutrino). Esto puede explicarse como el quark up (u) del protón desciende a través del bosón w-, es decir, u— w- —-d (abajo) quark + (e +) + v ~ (antineutrino), donde pmade de uud yn hecho de ddu. Entonces u se convierte en d, donde el neutrón es ddu Además, se sabe que la masa del neutrón es> que la masa del protón, entonces, ¿cómo sucede eso? La respuesta es que esto ocurre dentro del núcleo, donde el protón obtiene energía de la fuerza nuclear que los une al núcleo.

A través de un proceso llamado beta-decaimiento. Un protón se convertirá en un neutrón en ciertos elementos radiactivos para ayudar a estabilizar el núcleo. Si alguna vez observaste las masas exactas de un protón y un neutrón, verás que el neutrón es un poco más pesado que un protón. Esto se debe a que se puede crear un neutrón usando un electrón y un protón. Cuando estos dos chocan debido a la fuerza nuclear débil, se producen un neutrón y un antineutrino. Más específicamente, un electrón cambia uno de los quarks a otro “tipo” de quark para producir una partícula ligeramente más pesada y neutralmente cargada.

El protón y el neutrón son partículas de materia 3D estructuradas. Los corpúsculos de radiación (fotones) son las partículas de materia 3D más básicas. Ellos, siendo partículas de materia en 3D, están bajo atracción gravitacional mutua. Dos fotones de alta frecuencia, en condiciones adecuadas, forman una unidad binaria (biton) moviéndose unos sobre otros en una trayectoria circular común. Dos bitones, en planos perpendiculares sobre un centro común, forman un tetrón. Número de tetrones agrupados como una sola capa. A medida que la capa de tetrones alcanza un tamaño crítico, sus extremos se doblan sobre sí mismos para formar una capa esférica de una sola capa. Esta unidad es un neutrón.

Tres bitones en planos perpendiculares entre sí sobre un centro común forman un hextón. Dependiendo del giro relativo y los movimientos lineales de los fotones constituyentes, un hextón puede ser un electrón o un positrón. Una capa esférica similar a un neutrón, formada alrededor de un positrón, forma un protón. Ver: http://viXra.org/abs/1404.0005

La presencia de positrones en un protón lo diferencia de un neutrón. El protón es una partícula de materia 3D estable. Aparte de un accidente (que puede conducir a su desintegración), no es práctico eliminar el positrón constituyente de un protón y convertirlo en un neutrón. Sin embargo, un intruso puede convertir fácilmente un neutrón en un protón y un electrón. ‘MATERIA (reexaminada)’. http://www.matterdoc.info

Por sí solo, no puede. El protón es estable. Pero en un núcleo, las fuerzas entre los nucleones cambian el equilibrio de energía de modo que a veces, puede emitir un positrón y un neutrino, convirtiéndose en un neutrón.

Aquí hay una manera fácil de pensarlo: la masa de un neutrón es 0.11% mayor que la de un protón. Entonces, para que un protón se convierta en un neutrón, tiene que obtener la masa de alguna parte. ¿Dónde va a encontrar un protón libre esa masa? No puede, por lo que es estable. Pero dentro de un núcleo, puede obtener masa de los nucleones circundantes, si la condición lo permite (lo que generalmente hacen, si el núcleo es rico en protones).

Ver la respuesta a una pregunta ¿Qué sucede cuando un protón y un electrón chocan? Uno de los posibles resultados de una colisión de protones de electrones es la creación de un neutrón con emisión de un neutrino (para conservar el número de leptones)