¿Puede un núcleo pequeño tener muchos neutrones?

El mundo material responde:

La naturaleza nos enseña que el neutrón está envuelto por cuantos de cargas positivas y negativas. Esta declaración resulta de observar los cambios naturales en el neutrón donde el tamaño del protón es prácticamente el mismo que el del neutrón. Significa que las estructuras internas se han ido y, por lo tanto, las estructuras de la superficie cambiaron durante la desintegración, la desintegración beta. La desintegración beta tiene el carácter eléctrico cuando la electricidad neutra de la entrada produce la electricidad negativa —electrón y la electricidad positiva queda en el resto— protón. Luego, para ser fiel al descubrimiento científico de los cuantos y sabiendo que los cuantos negativos se han ido con el electrón que obtenemos, los cuantos positivos (de la energía eléctrica) cubren el protón, pero el neutrón está cubierto por los cuantos positivos y negativos. .

Lo que no debe olvidarse es la fórmula de Coulomb para la fuerza entre la electricidad positiva y negativa que va al infinito cuando la distancia entre ellos llega a cero, un cortocircuito. Por lo tanto, la fuerza que causa el enlace entre los cuantos positivo y negativo es muy fuerte. Como los protones y los neutrones se encuentran en un núcleo muy pequeño de un átomo, deben estar en contacto y, por lo tanto, se conectan pocos cuantos positivos y negativos. En ese punto deben existir fuerzas cuánticas para la electricidad: las fuerzas cuánticas fuertes entre los cuantos positivo y negativo. Por lo tanto, tenemos enlaces el protón-neutrón y el neutrón-neutrón en el núcleo de un átomo. Pero el enlace protón-protón no existe, ya que solo existen los cuantos para la electricidad positiva, y se alejan unos de otros.

El enlace protón-neutrón aparece cuando sus superficies están en contacto, por lo que algunos cuantos positivos están en contacto con algunos cuantos positivos y negativos del neutrón. Estos cuantos positivos del protón deben crear fuertes enlaces cuánticos (‘cortocircuitos’) con esos cuantos negativos del neutrón.

El enlace de neutrones y neutrones crea los cuantos positivos de un neutrón con los cuantos negativos del segundo neutrón y los cuantos positivos del segundo neutrón con los cuantos negativos del primer neutrón. Aquí tenemos más enlaces cuánticos que el protón; el neutrón tiene ya que los cuantos positivos del neutrón no entran en ningún enlace allí.

Las evidencias experimentales confirman la enseñanza de la naturaleza mencionada anteriormente porque los enlaces muy fuertes en los núcleos son estos donde hay dos protones y dos neutrones. Significa que las mejores condiciones espaciales para tener los protones y neutrones en las posiciones más cercanas son cuando dos protones y dos neutrones crean un conjunto estructural, o son sus múltiplos. El número de enlaces en este conjunto es el mismo que el de las áreas ‘pegadas’ en un conjunto de cuatro bolas.

Ciertamente, no todos los cuantos pueden entrar en acoplamiento debido a problemas espaciales de organizar bariones (neutrones y protones). Por lo tanto, un factor espacial está en contra de tener un área de contacto más grande. Aún así, son enlaces muy fuertes, tan fuertes que deforman las superficies de los bariones. Incluso cortaron algunos segmentos de los protones y neutrones, o al menos algunos cuantos negativos de los neutrones para aumentar las áreas de contacto. Por lo tanto, la cantidad de masa perdida determina la fuerza de la fuerza nuclear fuerte. Gracias a estos segmentos existimos ya que la masa perdida del Sol (convertida en energía) nos calienta.

Los motivos espaciales para la fuerza nuclear fuerte también pueden tener otro efecto cuando un núcleo se desintegra en dos núcleos. Es decir, cuando muchos protones y neutrones están unidos en un paquete (principalmente artificialmente), entonces puede existir su configuración espacial deficiente. Esto se puede resolver reconfigurando en dos paquetes o simplemente liberando un barión (el neutrón), y esto parece ser el trabajo de una fuerza nuclear débil.

La conclusión es que el número de neutrones en los núcleos tiene sus límites. En primer lugar, depende de cuántos neutrones puedan tocar los protones espacialmente; en segundo lugar, cuántos neutrones se necesitan para unir protones (para ‘pegar’ protones); y tercero, cuán grande es la acumulación de protones y neutrones que permite la naturaleza, como varios protones (92 naturales y 26 artificiales) está de acuerdo con la tabla de Mendeleev.

En otras palabras (cuánticas), pueden existir tantos neutrones en el átomo de un elemento, ya que muchos de ellos participan en la creación de fuertes enlaces cuánticos con protones existentes allí.

Creo que la animación de la fuerza nuclear fuerte en Youtube puede ayudar

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Si piensa en la tabla clásica de nucleidos Archivo: isótopos y vida media.svg, con Z (número atómico; número de protones) horizontalmente y N (número de neutrones) verticalmente, puede ver que casi todos los isótopos físicamente realizables, incluso muy los de corta duración, mienten sobre la línea Z = N. Esto se debe a que a medida que aumenta el número atómico, también lo hace la repulsión de Coulomb entre los protones, y se necesitan más neutrones, con su atractiva contribución de fuerza fuerte, para estabilizar el núcleo. Entonces, ¿por qué la mitad superior de la tabla no está llena de isótopos cada vez más estables? Porque aumentar el número de neutrones trae consigo otros problemas de inestabilidad. La energía de unión total de la fuerza fuerte es como el número de nucleones, pero la fuerza de Coulomb que intenta separar las cosas es como el cuadrado del número atómico. Uno pensaría que podría abrumar la repulsión de Coulomb agregando más neutrones. Sin embargo, existe un término denominado ‘asimetría’ en la fórmula de energía de unión, que mide la diferencia entre el número de protones y neutrones. Va como la diferencia al cuadrado dividida por el número de masa ( N + Z ). Surge porque el principio de exclusión de Pauli hace que nucleones adicionales ocupen estados de mayor energía, haciendo que el núcleo esté más débilmente unido.

Si sigues agregando neutrones a un núcleo, eventualmente alcanzas algo llamado línea de goteo de neutrones . Puedes pensar en esto como un punto en el que el núcleo está saturado de neuronas y ‘gotean’. El núcleo se transmutará (desintegrará) a un elemento diferente. También hay una línea de goteo de protones. La región entre las dos líneas se delinea donde los núcleos pueden ser incluso marginalmente estables.

Generalmente no, porque el sistema puede reducir su energía total al hacer que esos neutrones se conviertan en protones a través de la desintegración beta. Escribí sobre eso aquí: Agregar gravedad al modelo de gota de líquido nuclear: estabilizar el átomo de neutrones.

Un núcleo con demasiados neutrones se vuelve demasiado inestable para durar lo suficiente como para ser contado como un núcleo real. Hay tres isótopos de hidrógeno. Tienen 0, 1 y 2 neutrones respectivamente.

Parte del problema es que los neutrones libres son inestables. Un neutrón unido a un núcleo tiene efectivamente menos masa que un neutrón libre, y con menos masa es menos probable que se descomponga en un protón, un electrón y un neutrino antielectrónico. Si el neutrón no está fuertemente unido a un núcleo, puede descomponerse.

Otra parte del problema que importa en el caso de agregar más de 2 neutrones a un núcleo de hidrógeno es que el Principio de Exclusión de Pauli se aplica a los neutrones y protones en los núcleos, así como a los electrones en los átomos. Un tercer neutrón estará necesariamente en un estado de energía más alta y esta energía es demasiado alta para que permanezca unida al núcleo durante un período de tiempo significativo.