Núcleos inestables frente a estables trazados en un gráfico

El gráfico adjunto muestra el número de protones en el eje x (Z) y el número de neutrones en el eje y para todos los elementos (N). Las combinaciones estables están marcadas con cuadrados negros, mientras que las inestables están marcadas con cuadrados grises. Entiendo por qué hay una "línea" gris ubicada sobre la "línea" negra, ya que agregar protones eléctricamente positivos, que se repelen entre sí, haría que el núcleo fuera menos estable. Sin embargo, no entiendo por qué hay una "línea" gris a la derecha de la "línea" negra: ¿no se supone que agregar neutrones hace que un núcleo sea más estable (como resultado de la Fuerza fuerte adicional y una mayor distancia entre el protones)?

¿Alguien puede ayudar?

¡Gracias!

ingrese la descripción de la imagen aquíde Yoram Kirsh, Fundamentals of Physics B, Tel Aviv, 1998, p. 111.

Por favor, no corte y pegue cosas en Internet sin atribuir al autor. Es grosero.
Entonces, ¿crees que uno debería poder agregar un número infinito de neutrones? La respuesta simple a la pregunta es que la física nuclear es más complicada que eso.
@BenCrowell Tienes razón: lo siento, se me olvidó por completo... He editado la pregunta en consecuencia.
@JonCuster No, no creo eso, pero eso hace poco para revelar los mecanismos subyacentes.
@Pregunto, nota: los protones (número atómico) están en el eje y y los neutrones están en el eje x.

Respuestas (2)

Lo que falta en su análisis es que la atracción nuclear entre un neutrón y un protón es algo mayor que la atracción entre dos neutrones o dos protones. En física nuclear, esta diferencia se denomina energía de simetría. Debido a esta interacción de simetría, los núcleos más unidos resultan de una competencia equilibrada entre la energía de simetría de atracción y la repulsión de culombio entre los protones. A medida que se desvía de este equilibrio por tener demasiados o muy pocos neutrones, los núcleos resultantes son menos estables.

Llega tarde a la fiesta aquí, pero FWIW...

Lo que recuerdo de la escuela de posgrado hace décadas, y lo que ahora les enseño a mis alumnos, con suerte sin violentar excesivamente una realidad más matizada, es que cuando la proporción de neutrones a protones se vuelve demasiado grande, los neutrones tienen una probabilidad estadísticamente lo suficientemente grande de encontrarse a sí mismos. lo suficientemente lejos de los protones cercanos para que puedan decaer (a través de la interacción débil) en pares protón-electrón, un proceso llamado "desintegración beta". En un núcleo estable, la relativa proximidad de los protones evita que los neutrones se desintegren.

Y tal vez esta respuesta esté realmente de acuerdo con la de Lewis Miller, ya que podría ser la "energía de simetría" que hace que un neutrón cerca de un protón sea inmune a la desintegración beta. Sería energéticamente favorable para un neutrón solitario decaer en un protón, electrón y antineutrino, pero energéticamente desfavorable para uno lo suficientemente cercano a los protones para disfrutar del beneficio energético de la simetría.