No estoy seguro de entender completamente la pregunta, pero creo que lo que buscas es lo siguiente:
Supongo que al ‘cargar un núcleo’ te refieres a agregar protones o, más generalmente, unir dos núcleos (un protón es el núcleo del átomo de hidrógeno) y la pregunta es si la masa de los núcleos combinados es mayor que (o igual a) o menor que la suma de las masas de los núcleos individuales.
Si la masa de los núcleos combinados es mayor o menor que la suma de las masas de los núcleos individuales depende realmente de qué núcleos estén involucrados:
- ¿Las partículas en un entorno normal conservan sus propiedades cuánticas o la decoherencia las destruye?
- ¿Los neutrinos son materia oscura?
- ¿Un quark experimenta gravedad?
- ¿Qué son los quarks y dónde se pueden encontrar?
- ¿Es posible que la energía se combine específicamente (de algún modo cuantificado) para formar partículas?
- si pudieras unir un protón y un neutrón directamente, obtendrías un deuterón . Comparando las masas ‘antes’ y ‘después’, uno ve:
m (protón) + m (neutrón) = (938.3 + 939.6) MeV / c ^ 2 = 1877.9 MeV / c ^ 2
m (deuterón) = 1875.6 MeV / c ^ 2
El deuterón en realidad tiene una masa 2.3 MeV / c ^ 2 más pequeña que la suma de las masas de protones y neutrones. Al unirlos, se libera esta cantidad de energía (generalmente como energía cinética, es decir, el núcleo resultante se mueve más rápido). Por el contrario, si desea dividir nuevamente el deuterón en sus componentes, deberá usar 2.3 MeV / c ^ 2 ‘fuerza’ para romper el enlace.
Un ejemplo diario de esto es la reacción en cadena protón-protón que ocurre en el sol donde los protones se ‘fusionan’ en los núcleos de helio mientras se libera energía (en forma de calor y luz).
- si pudieras unir un núcleo de uranio-234 y un núcleo de helio-4 (también conocido como partícula alfa) obtendrías un núcleo de plutonio-238. Comparando las masas (atómicas) ‘antes’ y ‘después’ se ve:
m (234U) + m (4He) = (218007.8 + 3728.4) MeV / c ^ 2 = 221736.2 MeV / c ^ 2
m (238Pu) = 221741.7 MeV / c ^ 2
Uno ve que m (238Pu) es 5.5 MeV / c ^ 2 más grande que la suma de las masas de los átomos 234U y 4He. Entonces, a menos que agregue esta energía, no podrá ‘unirse’ a un núcleo 234U y 4He.
Por otro lado, si un grupo de dos neutrones y protones (una partícula alfa) logra ‘escapar’ de la fuerza nuclear atractiva de los otros protones y neutrones en el núcleo, se liberan 5,5 MeV de energía (en forma de cinética o ‘ movimiento ‘energía) y un núcleo 234U queda atrás. Esto se llama desintegración alfa y una aplicación de esta desintegración particular está generando electricidad para las sondas espaciales.
(La desintegración alfa es diferente de la fisión de núcleos inducida por neutrones, pero el concepto de comparar la suma de masas antes y después se aplica por igual)
Tenga en cuenta que el proceso de ‘agregar protones’ o ‘unir núcleos’ es bastante difícil: uno tiene que superar la repulsión eléctrica entre los núcleos cargados positivamente que hasta que estén tan cerca que la fuerza nuclear atractiva pero de corto alcance (también conocida como interacción fuerte ) se vuelve más fuerte y los “pega” juntos.
