¿Por qué la energía de unión de los bariones como los neutrones aumenta su masa? ¿No debería ser negativa la energía de unión y así disminuir la masa?

La energía de unión es la energía perdida por el núcleo cuando los bariones individuales (en este caso, los nucleones) se unen (a través de la fuerza nuclear fuerte).

Como partículas separadas, los neutrones / protones son más masivos de lo que son cuando están unidos en el núcleo. Esto se debe a que al unirse, cada partícula pierde algo de energía potencial, lo que resulta en la pérdida de energía del núcleo recién formado.

Casi se puede pensar como cuando el líquido cambia de fase y se convierte en sólido. A medida que se forman los enlaces químicos entre átomos / moléculas, la energía potencial de las partículas disminuye a medida que pasan a un estado más ordenado (sólido). Esta energía potencial se libera cuando se forman los enlaces, al igual que cuando se libera la energía de unión cuando los nucleones se unen a través de la fuerza fuerte en el núcleo.

Debido a [matemática] E = mc ^ {2} [/ matemática], la energía de unión de un nucleido es proporcional a su defecto de masa: la cantidad en que un núcleo en sí es más ligero que la suma de sus partes individuales.

El defecto de energía de unión / masa es la razón por la cual las reacciones nucleares producen energía: un núcleo más pesado como el U-235 se divide para formar núcleos producto / hija con una energía de unión mayor que el núcleo original. Esto significa que la reacción libera energía, que se puede usar para calentar agua para crear vapor y generar electricidad, etc.

Esto se debe a las propiedades de la interacción fuerte que hace imposible la existencia de quarks libres. Como resultado, las masas de nucleones se deben principalmente a esta fuerza fuerte que llevan los gluones, mientras que las masas teóricas de quark (definidas por el mecanismo de Higgs) contribuyen solo con un pequeño porcentaje. Fermilab hoy