¿Por qué esta pregunta del cuestionario dice que los protones y los electrones no se combinan para formar neutrones?

Leí esto en alguna parte:

¿Dónde están los protones y electrones en una estrella de neutrones? Cuando se forma la estrella de neutrones, la mayoría de los protones y electrones se combinan para formar neutrones.

Pero en una prueba de verdadero/falso, vi la pregunta

Un neutrón está formado por la combinación de un electrón y un protón y, por lo tanto, es neutro.

pero la respuesta fue falsa. ¿Por qué estos no son contradictorios?

No está claro qué pregunta estás haciendo. ¿El título es tu pregunta? ¿O desea conocer la ecuación de reacción adecuada para la formación de neutrones en una estrella de neutrones? O algo mas.
Quiero saber la ecuación de reacción adecuada para la formación de neutrones en una estrella de neutrones.
En condiciones normales, cuando se combinan un protón y un electrón, se obtiene un átomo de hidrógeno. Solo en condiciones extremas obtienes algo más como un neutrón. Por lo tanto, es importante especificar las condiciones para la pregunta.

Respuestas (2)

Estás preguntando sobre dos fenómenos distintos. La diferencia entre ellos es sutil, y creo que falta algo de contexto en la segunda pregunta que cita, lo que hace que las cosas sean más confusas de lo que deberían ser.

Cuando se forma la estrella de neutrones, la mayoría de los protones y electrones se combinan para formar neutrones.

Esto es mayormente correcto. El proceso se conoce como "captura de electrones", y la reacción completa es

pag + mi − → norte + v mi

La otra partícula en el estado final (representado por un nu ) es un neutrino . El neutrino es una partícula similar a un electrón sin carga y de muy baja masa , de la misma manera que los neutrones y los protones son diferentes estados de carga del mismo tipo de partícula . Hasta donde sabemos, en física, la cantidad de "leptones" similares a electrones y la cantidad de "bariones" similares a protones no cambia en ningún proceso físico. Los neutrinos juegan un papel importante en la dinámica de los colapsos estelares donde se forman las estrellas de neutrones, pero en algunos autores que escriben explicaciones muy elementales de las estrellas de neutrones dejarán a los neutrinos fuera de sus descripciones. Hay ventajas y desventajas en este enfoque; su confusión aquí es una de las desventajas.

Un neutrón está formado por la combinación de un electrón y un protón, por lo tanto es neutral: ¿verdadero o falso? respuesta: falso

Esta es una pregunta de verdadero o falso fundamentalmente defectuosa, porque hace varias afirmaciones al mismo tiempo, algunas de las cuales son correctas. La pregunta que esperaba encontrar aquí, según el título de su pregunta, era más como

El neutrón es un electrón y un protón que están "pegados" de alguna manera. (Respuesta: falso)

Tenemos otro nombre para un electrón y un protón que están "pegados juntos" de forma semipermanente, y la dinámica de ese sistema es muy diferente de la dinámica del neutrón.

Cuando "combinas" objetos macroscópicos en la vida ordinaria, las cosas que combinaste todavía están presentes de alguna manera en la combinación. Pero en física de partículas, la situación es diferente. El proceso de captura de electrones del que estamos hablando aquí cambia fundamentalmente tanto la parte bariónica como la leptónica del sistema. En la medida en que un neutrón se comporta como una partícula compuesta, se comporta como si estuviera hecho de quarks .

Entonces, ¿de dónde vienen los neutrinos para facilitar la captura de electrones? Tenía la impresión de que son partículas prácticamente sin masa que pueden viajar a través de planetas enteros sin interactuar con nada; ¿Cómo consigues que los protones de una estrella entera los capturen mientras se descomponen en una estrella de neutrones?
@MasonWheeler: El neutrino aparece como un producto, no como un reactivo.
...Vaya. Bien, eso tiene más sentido.
@MasonWheeler, aunque existe un proceso comúnmente llamado "desintegración beta inversa" en el que un protón "captura" un antineutrino y se transmuta en un neutrón mientras emite un positrón (antielectrón). Hay neutrinos zumbando por todas partes, por lo que siempre están disponibles para tales reacciones.
@thegreatemu En parte cierto. La mayoría de los neutrinos de fondo no tienen suficiente energía para impulsar la desintegración beta inversa. Este es un tema de discusión vigorosa en la comunidad de detección de neutrinos.
Diría que el deuterio y el tritio pueden combinarse para formar helio. ¿No es esa la redacción correcta?
@immibis Diría que un deuterón y un tritón pueden combinarse para formar un núcleo de helio y un neutrón libre.
La pregunta de verdadero y falso era de mi libro de ciencia ncert y un guía respondió que era falso. Esta era la raíz de toda confusión.
¿Qué hace que la afirmación sea falsa? ¿La falta de mención de un neutrino o el hecho de que no todos los neutrones existentes se formaron de esa manera? Diría que la declaración es extraña pero esencialmente cierta; la carga se conserva y 1 - 1 = 0.
"Hasta donde sabemos, en física, el número de "leptones" similares a los electrones y el número de "bariones" similares a los protones no cambia en ningún proceso físico". no ha cambiado Los antineutrinos cuentan como -1 para el número de leptones. Entonces, por ejemplo, protón -> neutrón + positrón + neutrino conserva el número de leptones, pero alguien que lea ingenuamente que el número de leptones no cambia podría no darse cuenta de que es posible. Por supuesto, si conoce electrón + positrón -> fotón, entonces puede resolver esto si se le ocurre :-)
@JollyJoker: Creo que la falta de un neutrino lo hace falso en el contexto de hablar de interacciones de partículas. En una interacción de partículas, omitir un producto es casi tan malo como omitir una entrada (porque, por supuesto, hay una interacción coincidente en la que no falta una salida, pero se ha perdido la antipartícula de entrada, y luego, quién sabe lo que estamos hablando). ¡Tampoco está bien decir simplemente "un neutrón se forma a partir de un electrón de energía escandalosamente alta" y dejar de lado el antiprotón de salida! Pero con el contexto adecuado, sí, la declaración sería lo suficientemente cierta como para aprobarla.
... Sin embargo, tampoco creo que eso sea lo que el autor de la pregunta pretendía ser el motivo por el cual es falso. No estoy seguro de cuál era la intención de los motivos, pero al igual que Rob, sospecho que es porque no tenían la intención de que "se combinan" para significar una interacción de partículas débiles, pretendían que significara "formar un sistema que contiene un protón y un electrón". O tal vez sea falso porque la razón por la que un neutrón es neutral no es "por" el protón + electrón, sino "por" los quarks arriba + abajo + abajo. Es una mala pregunta "porque" el interrogador no lo dejó claro :-)
@SteveJessop "Un neutrón está formado por un electrón y un protón que se combinan" es entonces falso, pero "Un neutrón está formado por un electrón y un protón que se combinan (también produce un neutrino pero eso es irrelevante aquí)" ¿sería cierto? :)
@JollyJoker: básicamente, sí, ¡siempre que también sea cierto que el neutrino es irrelevante aquí!
@SteveJessop Re: "no creo que eso sea lo que el autor de la pregunta pretendía ser el motivo" Ok, malinterpreté tu comentario

No es exactamente un mito que los protones y los electrones se combinen para formar neutrones, pero no es muy exacto. Un protón y un electrón pueden reaccionar para producir un neutrón, pero un neutrón no es simplemente una partícula compuesta que consta de un protón unido a un electrón.

Los protones y los neutrones son hadrones, lo que significa que consisten en quarks . Un protón tiene 2 quarks arriba y 1 quark abajo, un neutrón tiene 1 quark arriba y 2 quarks abajo. Los quarks están unidos por gluones (y un montón de quarks virtuales, pero no te preocupes por ellos por ahora). Los hadrones que consisten en 3 (o un número impar mayor) de quarks también se conocen como bariones.

Cuando un protón y un electrón reaccionan, un quark up en el protón se convierte en un quark down, y el electrón se convierte en un neutrino . Este proceso está mediado por un W + bosón No puedo encontrar un buen diagrama de este proceso exacto, pero aquí hay un diagrama de Wikipedia de un proceso estrechamente relacionado: la descomposición de un neutrón en un protón, electrón y antineutrino.

decaimiento de neutrones

El diagrama para la reacción protón + electrón es muy similar, solo invierta la dirección del tiempo e intercambie el W − a un W + , y el antineutrino a un neutrino.

Bajo la simetría CPT, ¿esos dos diagramas no son en realidad el mismo diagrama?
@Yakk ¡De hecho! Por eso me pareció apropiado publicar esa imagen.
¿Por qué esta pregunta del cuestionario dice que los protones y los electrones no se combinan para formar neutrones?
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