Electricidad sin electrones

El universo hasta ahora:

Si los campos de leptones cargados se eliminan del universo, los piones cargados se vuelven estables (sin un camino de descomposición que conserve la carga), reemplazando los electrones para formar estados "atómicos" unidos con protones, al igual que los neutrones libres. El protio, sin embargo, no es estable, ya que es energéticamente favorable para que un protón y un pión se combinen, liberando un rayo gamma para producir un neutrón. Por lo tanto, el componente más grande del universo material no es el gas de hidrógeno, sino el gas de neutrones libres. La fusión estelar es, por lo tanto, mucho más fácil (exactamente cuántomás fácil depende de la estabilidad del dineutronio en este universo, del cual no estoy seguro, pero eso no es muy relevante aquí), por lo que las estrellas tienden a ser más pequeñas. Los neutrones y los protones unidos en los núcleos son estables frente a diferencias de energía de capa nuclear mucho mayores, ya que la conversión entre neutrones y protones necesita liberar suficiente energía para producir un pión masivo, en lugar de un electrón relativamente ligero.

Como resultado, obtenemos "átomos" piónicos que son relativamente ricos en neutrones, con la carga nuclear positiva balanceada por una nube de piones negativos. Al ser bosones, la nube de piones no contribuye a ninguna química particularmente interesante como lo hacen las nubes de electrones en nuestro universo. En cambio, los neutrones asumen el papel "químico" que dejaron vacante los electrones. El contenido de neutrones de los átomos piónicos no está dictado por la carga nuclear como lo está la estructura de la capa de electrones de un átomo electrónico neutro, pero el recuento máximo de neutrones se establece en el punto en el que llenar capas de neutrones cada vez más altas da como resultado una diferencia de energía suficientemente grande entre el siguiente orbital de protones y el siguiente orbital de neutrones que agregar un neutrón dará como resultado la descomposición del pión para producir otro protón (produciendo así una relación mucho más cercana entre "

Por lo que puedo decir, no existe un equivalente obvio de enlace polar o iónico basado en neutrones.

Todavía es concebible que las capas de neutrones poliatómicos puedan terminar formando una "banda de conducción" en la que los neutrones pueden fluir libremente a largas distancias... pero esto obviamente no da como resultado el transporte neto de carga eléctrica.

Ahora, a la pregunta: ¿puede este universo soportar la electricidad tal como la conocemos, basada en el flujo de iones negativos o iones positivos? Con una nube de piones bosónicos, ¿pueden los arreglos de diferentes núcleos protónicos unidos por neutrones dar como resultado una separación de carga neta, dando lugar a moléculas polares, iones y efectos eléctricos estáticos? Si no, ¿hay alguna otra forma de comenzar a inducir la separación de carga y los flujos de corriente que puedan formar la base de la tecnología electromagnética?

Tal vez sea tan simple como confiar en los imanes permanentes, que aún deberían existir en función de la alineación del espín nuclear...

¿Cuál va a ser el proceso de fusión estelar en su universo?
@Alexander Depende de la estabilidad del dineutronio. Si eso no existe, será un proceso de triple neutrón (análogo al proceso triple alfa de nuestro universo) que involucra la descomposición de neutrones para producir tritio, seguida de una rápida acumulación de un solo neutrón y la fusión ocasional de núcleos pesados.
No me queda claro por qué considera que no es posible tener un portador de carga individual (protón o pión o lo que sea). ¿Puede explicar un poco mejor cuál es su preocupación al respecto? Quiero decir, no tiene la etiqueta de ciencia dura en su pregunta, por lo que es solo una especulación salvaje (y la ciencia dura probablemente estaría llena de QED y más del 99.9% de los lectores aquí, incluido yo).
@hyde Debido a que los piones bosónicos no replican la estructura de la capa de los electrones, no es obvio que haya alguna ventaja energética al saltar de un orbital (no superior) en un átomo a un orbital (no inferior) en un átomo diferente, que es lo que induce la separación de carga en la química de nuestro universo.
@Logan R. Kearsley la existencia de dineutronium (o trineutronium) es un gran si aquí.
@Alejandro Cierto. Sin embargo, en el peor de los casos, eventualmente termina en una situación en la que hay suficiente energía térmica para generar espontáneamente pares de protones y piones a partir de colisiones de neutrones y/o absorción de rayos gamma, y ​​luego es muy fácil para los protones libres resultantes suspendidos en un caliente , gas de neutrones densos para formar deuterio y tritio.
¿Tiene la intención de que haya alguna forma de vida que use electricidad o todavía está trabajando en algún flujo de cargas?
@LioElbammalf Tengo la intención de tener habitantes vivos de un par de universos basados ​​​​en estos principios, y si la tecnología eléctrica está disponible o no para ellos es un factor importante en la forma en que avanzará la construcción del mundo.
¿Cómo tienes neutrones en un universo que no puede soportar electrones? ¿Qué sucede cuando los neutrones se desintegran en este universo?
Usamos electricidad en el funcionamiento de nuestros cuerpos... si no puedes tener electricidad, tendrás que crear una idea completamente nueva de cómo funciona la vida también.
@LioElbammalf Usamos química iónica, no electricidad real.
@John Los neutrones libres no se descomponen. Los neutrones enlazados pueden decaer en protones emitiendo un pión negativo.

Respuestas (1)

Version corta

Todo debería funcionar igual pero a energías mucho más altas.

Versión larga

Dada la masa relativamente alta y la proximidad de la nube de piones al núcleo atómico en comparación con la nube de electrones de un átomo estándar, toda la química requerirá energías de reacción más altas. Al mismo tiempo, los átomos tienen mucha más energía incorporada ya que los piones en la nube tienen una energía cinética y un momento mucho mayores que sus contrapartes de electrones, siendo más masivos y en órbitas más rápidas y estrechas alrededor de un núcleo mucho más pesado. La creación de iones, así como la formación de enlaces covalentes, se hace más difícil por la fuerza con la que los átomos mantienen sus portadores de carga externos, pero ambas formas de química aún deberían ser posibles .

Dada la posibilidad de formación de iones, se deduce que la química iónica seguirá siendo práctica y probablemente permanecerá sin cambios en efecto y descarga de energía proporcional, aunque los estados de energía absoluta de los reactivos serán mucho más altos. También se deduce que los voltajes suficientemente grandes actuarán para causar la migración iónica y la carga suficiente causará la neutralización, por lo que los procesos como la galvanoplastia y la electrólisis seguirán funcionando, pero solo a voltajes mucho más altos de lo que estamos acostumbrados.

Dado que existen enlaces covalentes, se espera que se forme un dipolo temporal, pero no estoy exactamente seguro de cómo la electronegatividad y los dipolos moleculares permanentes se verán afectados por este escenario. Espero un aumento lineal tal que la electronegatividad relativa permanezca bastante constante y, por lo tanto, también la polaridad molecular y el comportamiento de los enlaces de hidrógeno, etc.

La electricidad estática es efectivamente mecánica, a diferencia de la creación de iones químicos, aún será posible, pero la carga acumulada para una entrada dada de acción mecánica será menor. Por lo tanto, será mucho más difícil generar grandes voltajes de carga estática, pero aún deberían ocurrir, los voltajes necesarios para crear descargas estáticas como los rayos pueden ser más bajos debido a la fuerza con la que los núcleos mantienen sus piones.

La corriente en los cables depende del especial "mar de electrones" particular del enlace metálico que permite que los electrones se muevan independientemente a través de la estructura atómica a la que están asociados. Puedo argumentar tanto a favor como en contra de que este fenómeno ocurra en el escenario presentado, pero en general parecería estar inalterado con la condición de que probablemente se requerirán voltajes más altos para dar impulso a los piones mucho más pesados ​​involucrados en la corriente que fluye a través del material.

Todo esto tiene sentido en un escenario donde los electrones son significativamente más pesados, pero ¿aún existen los enlaces iónicos y covalentes basados ​​en piones dado que los piones son bosones?
@ LoganR.Kearsley Suponiendo que su comportamiento sea sustancialmente similar al de los electrones pesados, lo que parece ser el caso en el escenario presentado, entonces su clase de partículas no debería hacer ninguna diferencia.
Excepto que el comportamiento de los bosones no es sustancialmente similar al de los fermiones. Los bosones no formarán múltiples capas de energía distintas como lo hacen los electrones fermiónicos: en el estado fundamental, cada pión en un átomo grande comparte el mismo estado, equivalente a una capa s de electrones.
@ LoganR.Kearsley Su comportamiento es sustancialmente similar en el sentido de que cada uno lleva una cantidad discreta de carga y si elimina uno obtendrá un estado de ionización +1. El hecho de que todos ellos tengan un estado de energía de capa-S hace que sean más difíciles de mover, pero no cambia lo que sucede cuando lo hacen.
¿Le importaría ver estas preguntas relacionadas con el intercambio de pila de física? física.stackexchange.com/questions /491951/… & física.stackexchange.com/ questions/491980/…
El punto de que los piones son bosones es bastante importante. La química será radicalmente diferente, no solo a mayor energía. Los electrones no pueden ocupar un estado de energía por multiplicación debido al principio de exclusión de Pauli. Los fermiones no pueden multiplicarse para ocupar un estado, pero los bosones sí. En 4to año hice esta tediosa tarea sobre Helio doblemente excitado si no tomas en cuenta el PEP y si lo haces. Hay muchos más estados si no lo hace.