¿Hay un espacio entre protones y neutrones?

Claro, y también hay espacio en los protones y neutrones. Si crees que el modelo estándar, los quarks y los gluones (y los electrones, etc.) son partículas puntuales , entonces todo el espacio en el núcleo y en todas partes está vacío, ¡ya que las partículas puntuales no ocupan volumen! (De hecho, las cadenas tampoco ocupan volumen, ya que son unidimensionales, por lo que todo el espacio también está vacío en esas teorías).

Por supuesto, este espacio y este vacío están repletos de interacciones nucleares fuertes, nucleares débiles y electromagnéticas, y además las ubicaciones probables de estas partículas puntuales se extienden sobre los nucleones o el núcleo. Esto no es para nada como el espacio entre planetas. No solo vas a enviar algo navegando por este “espacio”, a menos que casi nunca interactúe con esas cosas. Por ejemplo, solo si se trata de un neutrino o alguna materia exótica propuesta, como los candidatos que interactúan muy débilmente para la materia oscura.

Si considera la sección transversal de un protón o neutrón a un electrón de baja energía, parecerá que interactúa con una esfera bastante bien definida con un radio de un fermi. El núcleo está bien lleno de esferas de ese tamaño, pero los límites son borrosos y se superponen, por lo que desde el punto de vista de ese electrón, no hay “espacio” entre los nucleones. Sin embargo, un electrón de mayor energía penetrará en los quarks en los nucleones e interactuará con ellos, exponiendo los componentes internos. (Busque “dispersión inelástica profunda”). De modo que el “espacio” entre las cosas depende de la energía de la sonda que utiliza para mirar dentro.

Es aún más complicado que eso, ya que el electrón está midiendo los campos cuánticos de quark allí, colapsando las funciones de onda con la observación. El quark no estaba realmente “allí” hasta que lo probó. Con suficiente energía, crearás partículas que ni siquiera estaban allí antes. Entonces, no solo el espacio entre las cosas depende de la energía de la sonda, ¡las cosas que están “allí” también lo hacen!

Si y no.

Si utilizamos un modelo de partículas simple que ve los protones, los neutrones y los electrones como esferas diminutas, entonces es lógico pensar que habría un espacio vacío en el núcleo.

Pero, ¿cuál es la naturaleza de ese espacio realmente? No hay respuestas definitivas sobre lo que llena ese espacio, pero puede ser materia oscura o energía oscura. Entonces, si hay espacio, es casi seguro que no esté vacío.

Luego nos encontramos con un modelo de partículas más complicado, el modelo de onda. Todas las partes de la materia existen en áreas de probabilidad. Aunque esto nos da la ubicación más probable de la partícula, no nos da la ubicación exacta. Un ejemplo de esto es la nube de electrones. Entonces, si las partículas en el núcleo se comportan de esta manera, no podemos decir si el protón o el neutrón definitivamente se encuentran en esa ubicación o si hay espacio en esa ubicación.

Por lo tanto, no podemos determinar realmente si hay un espacio o no, ya que solo conocemos el área en la que es más probable que se encuentren los protones y los neutrones (el núcleo) pero no su ubicación precisa en esa área.

Hay un espacio entre los componentes, si está dispuesto a considerar un enfoque diferente para modelar núcleos, y es de aproximadamente 0.66 fm. (Una fm mide 10 ^ -15 metros, o 10 ^ -13 cm.)

Esto es para un deuterón similar a Yukawa, y se describe en la Sección 4.2 de la página web, http://www.tachyonmodel.com . (Sí, es mi página web).

Esto se basa en el neutrón y el protón en la Sección 4.1 que, a su vez, se basa en el modelo electrónico de la Sección 1.

Este modelo se visualiza mucho más fácilmente que el modelo de onda de Yukawa, y tiene la energía de unión necesaria para ser compatible.