Странности с нейтронами

[burbulis]

Приветствую!

Вот я тут задумался, почему 1 протон (1H) может существовать без нейтрона, а вот уже два протона (2He) без нейтронов долго быть не могут?

Но, в то же время, 1 протон более чем с двумя нейтронами (тритий) уже нестабилен, и два протона более чем с двумя нейтронами (5He) тоже нестабильны. Получается что безнейтронные ядра нестабильны, и избыточно-нейтронные ядра тоже нестабильны? В чем же загадка с этими нейтронами? Когда их нет плохо, и когда их много тоже плохо?

Изменено 15 Июня, 2024 в 17:40 пользователем burbulis

[chemister2010]

Правильно. Должен быть баланс. Два протона отталкиваются так как имеют одинаковый заряд. Если рядом есть нейтрон, то нуклоны начинают превращаться друг в друга за счет обмена мезонами и появляются ядерные силы удерживания.

Если нейтронов или протонов много, то появляется лишняя энергия и один из нуклонов может превратиться в другой сбросив лишнюю энергию в виде электрона или позитрона.

У ядер с массовым числом 5 есть проблема из-за близости к энергетическому минимуму гелия-4 и они очень нестабильны, гелий-6, например, гораздо устойчивее, хоть и радиоактивный.

Изменено 15 Июня, 2024 в 19:43 пользователем chemister2010

[Максим0]

В 15.06.2024 в 22:33, burbulis сказал:

Приветствую!

Вот я тут задумался, почему 1 протон (1H) может существовать без нейтрона, а вот уже два протона (2He) без нейтронов долго быть не могут?

Но, в то же время, 1 протон более чем с двумя нейтронами (тритий) уже нестабилен, и два протона более чем с двумя нейтронами (5He) тоже нестабильны. Получается что безнейтронные ядра нестабильны, и избыточно-нейтронные ядра тоже нестабильны? В чем же загадка с этими нейтронами? Когда их нет плохо, и когда их много тоже плохо?

Если объяснять на пальцах, то в атомных ядрах сосуществуют в динамическом равновесии 3 жидкости: протонная, нейтронная и α-частичная.

Эти капли стягивает поверхностное натяжение, кроме того в них действует "нуклонный потенциал". Представь что есть протонный заряд сильного ядерного поля и противоположный ему нейтронный заряд сильного ядерного поля. Соответственно α-частицы нуклонный потенциал не создают, а бипротон, как и бинейтрон разрывает нескомпенсированный нуклонный потенциал. Между нуклонным потенциалом и электрическим есть частичная аналогия.

[burbulis]

А почему нейтрон в составе ядра не распадается? Он же, по идее, неустойчив. Что удерживает его от распада когда он находится в составе ядра?

[podlyinarod]

В 16.06.2024 в 12:42, burbulis сказал:

почему нейтрон в составе ядра не распадается

https://habr.com/ru/articles/405227/

[chemister2010]

В 16.06.2024 в 12:42, burbulis сказал:

А почему нейтрон в составе ядра не распадается? Он же, по идее, неустойчив. Что удерживает его от распада когда он находится в составе ядра?

 

А нейтроны постоянно превращаются в протоны и наоборот. Поэтому фактически там нуклонное вещество, а не индивидуальные частицы.

[Химикур]

В 16.06.2024 в 15:30, chemister2010 сказал:

 фактически там нуклонное вещество, а не индивидуальные частицы.

Это "вещество" является скорее всего своеобразным полем. 

[chemister2010]

В 16.06.2024 в 18:43, Химикур сказал:

Это "вещество" является скорее всего своеобразным полем. 

 

По современной теории строения барионов - это глюонное поле соединяющее кварки.

[Химикур]

В 16.06.2024 в 23:02, chemister2010 сказал:

 

По современной теории строения барионов - это глюонное поле соединяющее кварки.

 Глюонное поле соединяет каарковые поля?

[Paul_S]

В 16.06.2024 в 12:42, burbulis сказал:

А почему нейтрон в составе ядра не распадается? Он же, по идее, неустойчив. Что удерживает его от распада когда он находится в составе ядра?

Если посмотреть на уравнение распада нейтрона

И трития

то очевидно, что в ядре трития распадается один из нейтронов.

При этом период полураспада свободного нейтрона около 10 минут, а трития - больше 12 лет. Вот как стабилизирует нейтрон сильное взаимодействие с протоном.