¿Por qué la captura de electrones no ocurre más a menudo?

La diferencia en masa entre un neutrón y un protón es un poco más de 1.29 MeV, por lo que para convertir un protón de hidrógeno en un neutrón, debe comenzar con al menos 1.29 MeV de energía. El electrón proporciona aproximadamente 0,51 MeV de su masa, y el electrón 1s proporciona otros 13,6 eV, lo que, como puede ver, nos deja muy cortos de energía. Un punto importante aquí es que un electrón en un estado estacionario no puede cambiar esa energía más que cambiando de allí a un estado estacionario diferente: no puede irradiar energía y girar en espiral hacia el núcleo, ganando energía cinética a medida que lo hace. Esa es una observación básica y premisa de la mecánica cuántica. Exactamente por qué sucede esto está abierto a varias explicaciones teóricas, y tengo una, pero independientemente de la teoría, se observa. Por eso no sucede.

Puede ocurrir para núcleos inestables ricos en protones, especialmente para núcleos más pesados, la razón es que el electrón gana energía, pero lo más importante es que la energía de enlace nuclear obtenida hace que la transición sea más probable.

Un electrón solo puede capturarse si se produce una interacción débil mientras está en el núcleo, convirtiendo un protón en un neutrón, y eso solo puede suceder si el núcleo con un protón menos y un neutrón más es más estable, después de considerar también el cambio en la energía de enlace electrónico.

Entonces, si bien es cierto que los electrones K tienen una probabilidad distinta de cero de estar dentro del núcleo, proporcional al cuadrado de la función de onda en el origen, la probabilidad de captura de electrones se reduce por la pequeña fuerza de la interacción débil, o casi de manera equivalente, las altas masas de los bosones W y Z, incluso cuando un núcleo es inestable para la captura de electrones.

Las otras respuestas hasta ahora no son incorrectas, pero pensé en señalar que la premisa también es incorrecta: la parte radial de la función de onda no aumenta a medida que te acercas al núcleo. Debido a la naturaleza tridimensional del problema, la densidad de probabilidad alcanza su punto máximo a una distancia de un radio de Bohr y luego disminuye a cero en el origen. He aquí (crédito Hiperfísica):

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