¿Es una partícula alfa cuatro nucleones o dodecaquark?

en un α partícula, ¿los 4 nucleones se mantienen distintos de alguna manera significativa, o se considera con mayor precisión que es un hadrón compuesto por 12 quarks de valencia que no se subdividen en nucleones?

Supongo que la respuesta es similar para 2 H 3 Mano 3 Él. Para núcleos más pesados, la exclusión de Pauli parece forzar la estructura interna de algún tipo.

Dado que las reacciones nucleares, ya sea que involucren H, D, T, 3 Él, 4 Él u otros núcleos pueden tratarse con las mismas herramientas (diagramas de nivel de energía nuclear para uno), está bastante claro que son 4 nucleones.
Sospecho que la respuesta literal a su pregunta puede ser "sí". Es decir, sospecho que uno podría aplicar significativamente cualquiera de los modelos y (después de resolver todas las interacciones QCD no triviales entre los quarks) obtener esencialmente los mismos resultados. Pero, de nuevo, no soy realmente un físico nuclear, así que esto es solo una suposición semi-educada.
Bastante cerca de un duplicado de physics.stackexchange.com/q/310820 (exacto excepto que podría argumentar que los alfas son especiales) y relacionado con physics.stackexchange.com/q/13581 y physics.stackexchange.com/q/171037 y posiblemente otros.

Respuestas (2)

Definitivamente 4 nucleones distintos. Nunca se han observado combinaciones de más de 4 quarks. La existencia de los tetraquarks está bastante confirmada [1]: los llamados Z(4430) cuyo contenido de quarks es C C ¯ d tu ¯ . Se ha considerado el siguiente candidato más ligero, el pentaquark, pero la conclusión es que actualmente no existe. ¡Así que 12 quarks!

Curiosamente, tenga en cuenta que el tetraquark mencionado anteriormente es más pesado que un α partícula (4,4 frente a 3,7 GeV/c 2 ). Las resonancias putativas del pentaquark tienen masas de alrededor de 4,4 GeV/c 2 también. Así, incluso sin todas las evidencias proporcionadas por un siglo de física nuclear que apuntan al hecho de que α están hechas de nucleones, claramente un dodecaquark sería demasiado pesado...

[1] https://arxiv.org/abs/1404.1903

Investigadores del LHC creen haber encontrado evidencia de pentaquarks[1]. Pero estoy de acuerdo en que es un largo camino para pasar de pentaquarks a dodecaquarks. [1]: arxiv.org/abs/1507.03414
Sí, estoy de acuerdo en que un pentaquark es el modelo más atractivo para esta resonancia observada. Todas las demás alternativas, entre las que se encuentra un estado enlazado molecular entre un barión y un mesón, tienen problemas. Pero eso es una sola medida en un solo canal: ¡espera y verás!
Existen análogos de núcleos ligeros con quarks distintos de u o d, se llaman hipernúcleos. No veo evidencia real en esta respuesta de si los (hiper) núcleos ligeros son sopa de quarks o tienen una subestructura nucleónica.
@Michel Porter Solo quark s hasta donde yo sé, es decir, Hypéron (s) entre nucléons. Sé poco sobre eso, lo siento.

De acuerdo con este enlace, la unión de los quarks en los protones y neutrones es mucho más fuerte que las fuerzas de color derramadas, la fuerza nuclear, combinándose en la partícula alfa.

La estructura de las partículas alfa casi puede considerarse como cristalina en estado. Las secciones sobre los "Pasos de deuterón y alfa" ilustran cómo la progresión de los núcleos estables se puede visualizar como construcción de deuterón o alfa. La tabla de elementos estables muestra una construcción similar a la que se crearía con un polímero orgánico de cadena larga o el patrón de deposición de un sub-recto cristalino. El patrón de nucleidos estables es indicativo del llenado de subconjuntos cristalinos, así como la construcción de un conjunto cristalino más grande. Esta afirmación se volverá más clara a medida que avance.

Así que no, los núcleos se mantienen unidos por las fuerzas de color residuales entre protones y neutrones, modeladas con intercambio de piones.

Curiosamente, esa descripción tiene el alfa compuesto por dos pares de PN, ¡lo que le da una estructura más compleja que solo 4 nucleones!
unclear2nuclear no es una fuente fiable. Promueve una teoría personal de "bola y palo" según la cual los nucleones individuales son triángulos rígidos de quarks, y los nucleones vecinos están conectados por enlaces entre quarks individuales... Incluso si una parte de esto fuera cierto (es una reminiscencia cualitativa de la teoría skyrmion de los núcleos), es muy poco probable que el panorama general sea cierto. No tiene conexión con QCD, los autores no calculan nada, son conjeturas totales.
@MitchellPorter bastante justo. ¿Tiene un enlace donde QCD calcula los intercambios de piones?
No tan lejos. Parece que el QCD de celosía se ha utilizado para obtener acoplamientos en una teoría de campo nuclear efectivo, pero no sé si eso cuenta... El QCD de celosía también ha calculado directamente las propiedades de un estado ligado di-bariónico, y hay argumentos teóricos para el valor del acoplamiento pión-nucleón en N grande (colores>>3) QCD... Todavía estoy buscando, pero claramente todavía hay grandes lagunas en lo que se puede deducir o calcular a partir de la teoría fundamental aquí. Los modelos heurísticos todavía gobiernan la física nuclear.
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