¿Por qué un núcleo es una estructura compacta?

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La respuesta simple es …

Un núcleo atómico comprende protones y neutrones. También puede haber otras partículas subatómicas asociadas con el núcleo, pero los protones (con carga positiva) y los neutrones (neutro, sin carga) son los actores principales.

Es legítimo preguntar por qué un montón de protones cargados positivamente se mantendrán unidos, cuando las fuerzas electrostáticas de repulsión deberían destruir todo.

La respuesta, según la teoría de Heisenberg y otros físicos nucleares primitivos, fue acuñar una fuerza especial, llamada “FUERZA NUCLEAR” que mantiene unidos a todos los protones y neutrones. Claramente, esta fuerza es más poderosa que las fuerzas gravitacionales y las fuerzas electrostáticas que destruirían dos (o varios) protones y los mantendrían a distancia. Sin embargo, la fuerza nuclear opera solo a distancias muy cortas, precisamente distancias en el rango del diámetro típico de un núcleo.

A veces, la fuerza nuclear no puede acorralar a todos los protones, y algunos de estos escapan (como una oveja perdida o dos de un rebaño). Esto se llama radioactividad, y da como resultado la expulsión de un protón, un neutrón o incluso una combinación de los dos, como una partícula alfa. La partícula alfa es un núcleo de helio (He + 2) que consta de 2 protones y 2 neutrones y cero electrones.

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El núcleo es una región muy pesada compuesta por la mayor parte del volumen del átomo. Suena demasiado bueno para ser verdad ¿verdad? Bueno, tal vez no sea del todo cierto.

Bueno, la verdad es que el núcleo también contiene espacios vacíos y niveles de transición como los electrones. Sin embargo, con el aumento en el número atómico, este espacio continúa disminuyendo y disminuyendo.

En el caso de los núcleos, una categoría especial de fuerzas, entra en juego la fuerza fuerte que solo actúa a esas distancias de corto alcance. Estas fuerzas se originan debido a partículas llamadas muones que no tienen carga o masa pero que poseen un giro y un momento específicos (una especie de luz similar). Estos muones son responsables del intercambio continuo entre protones y neutrones, lo que presta a la estabilidad del núcleo. Obviamente, este tipo de proceso será muy difícil de llevar a cabo en caso de núcleos más pesados ​​y, por lo tanto, son radiactivos.

Debido a que tiene que ser para acomodar tantos protones, si no fuera compacto, los protones se empujarían entre sí debido a la misma carga y fuerza de coloumbs.

Es compacto para que una fuerza nuclear fuerte pueda mantener unidos a estos mismos protones de carga, superando la fuerza de los coloumbs debido a sus cargas.

No veo que no lo sepas, porque el núcleo es bien conocido como un compuesto de los nucleones (p & n) bajo la acción de la fuerza nuclear fuerte, la fuerza natural más fuerte, como una fuerza de corto alcance, carga independiente, una fuerza de tipo tensor. Por lo tanto, se compacta dentro de un tamaño pequeño, representado por un radio dado como

R = r A ^ 1/3, donde r es 1.2 X 10 ^ -13 cm, y A es su número de masa (p + n).

ya que tiene el modelo de mecanismos que ejecutan la célula.