¿Por qué partículas alfa en lugar de núcleos de hidrógeno o deuterio? [duplicar]

Sé que los átomos que se someten a la descomposición alfa emiten partículas alfa, pero me preguntaba por qué, específicamente, los núcleos de helio. Si estos átomos quisieran emitir la unidad más pequeña de materia (estoy hablando de hadrones aquí, no subatómicos), podrían emitir núcleos de hidrógeno, o si quisieran emitir la unidad más pequeña de protones/neutrones unidos, podrían emitir deuterio. . Sin embargo, por alguna razón, eligen emitir núcleos de helio. ¿Alguna idea?

Una partícula alfa está estrechamente unida (por nucleón) y tiene una masa baja, de modo que la formación de túneles es más fácil. Wikipedia cubre los conceptos básicos generales en su artículo sobre 'Desintegración alfa', por lo que tal vez podría leer eso y volver con una pregunta más específica. (Tenga en cuenta que no creo que el núcleo tenga elección en el asunto; dudo que tenga libre albedrío).
@ John Custer: leí Wikipedia, pero todo lo que encontré es información sobre cómo se emiten las partículas alfa en lugar de por qué las partículas alfa son siempre núcleos de helio. Además, estoy de acuerdo en que los núcleos de helio están estrechamente unidos, pero de acuerdo con las respuestas a la pregunta de Quora, no están más unidos que el deuterio (ver quora.com/… para más detalles). Además, un átomo de deuterio es mucho más ligero que un átomo de helio.
en.wikipedia.org/wiki/Alpha_decay es el artículo correcto y tiene una sección sobre el mecanismo y varios aspectos de 'por qué alfas'. Señala la necesidad de preservar la simetría de la función de onda, lo que ayuda a descartar el deuterio. Tenga en cuenta que D tiene una energía de enlace de 1112 keV por nucleón, mientras que 4He tiene 7073 keV por nucleón, por lo que 4He está mucho más unido que D.
Ok, leí el artículo que enviaste, pero por lo que pude ver, no descarta el deuterio. Las estadísticas de Bose-Einstein/Fermi-Dirac prohíben que los alfas sean núcleos de números impares. Además, parece que ambos entendimos mal cómo la energía de enlace juega un papel aquí. Lo que importa es la energía de enlace entre el alfa y el núcleo principal en lugar de la energía de enlace del propio alfa. La ecuación que usaron parecía exhibir un patrón en el que cuanto menor es la masa del alfa, más favorable es el valor de la energía de enlace. Aunque podría estar equivocado.

Respuestas (2)

El valor 'Q' es positivo solo para la emisión de partículas alfa en comparación con otros núcleos ligeros, incluido el neutrón. Para comprender el valor 'Q', consulte algún libro de texto estándar de Física Nuclear como uno escrito por Krane.

no es muy útil responder sugiriendo que alguien lea un libro. ¿Quizás puedas expandir tu respuesta y hacerla independiente?
El valor Q es el equivalente energético del cambio neto en la masa de las entidades durante una reacción nuclear. Por ejemplo, si tomamos el decaimiento de U 234 a través del núcleo de deuterio, la ecuación sería: (234,92) U = (2,1) H + (232, 91) Pa. Ahora, el factor Q se define como (Masa atómica de U - Masa atómica de Pa - Masa atómica de Deuterio) multiplicado por el cuadrado de la velocidad de la luz. El valor que obtiene es negativo, por lo tanto, el decaimiento no es posible. Si incluye la partícula alfa, es decir, (4,2) He en lugar de (2,1) H, el factor Q se vuelve positivo y, por lo tanto, la descomposición es posible.

Los átomos son perezosos y hacen lo que les cuesta el menor esfuerzo.

En una nota más seria, sí, eso lo captura. El núcleo de He tiene una alta energía de enlace de 7 MeV por nucleón. Otros núcleos ligeros tienen valores mucho más pequeños. La fisión nuclear ocurre cuando los núcleos hijos tienen una energía de enlace por nucleón más alta que el padre. Esto significa que las reacciones que emiten He es un núcleo hijo candidato a la luz energéticamente muy atractivo.

Considere dar respuestas que realmente le enseñen algo al lector en lugar de frases ingeniosas que solo son inteligibles para aquellos que ya tienen una idea de cuál podría ser la respuesta.
Pero si eso es cierto, ¿por qué eligen el helio? Si es en términos de masa, el hidrógeno teóricamente debería requerir menos esfuerzo para emitir. Pero si fuera en términos de relación neutrón/protón, el deuterio debería requerir el menor esfuerzo para emitirse.
@ACuriousMind Mi oneliner bien puede ser inteligible para una amplia audiencia.
Parece que algunos usuarios también son vagos y responden lo que les cuesta menos esfuerzo.
@ user171780 Después de la medianoche a veces me da pereza. Mientras mis respuestas sean correctas, ¿y qué? Ver physics.stackexchange.com/questions/403460/…
@ my2cts Vale la pena señalar que la información sobre herramientas para los controles de voto a favor y en contra dice "Esta respuesta es útil" y "Esta respuesta no es útil" . Una respuesta correcta pero inútil es una mala respuesta según ese estándar.
@my2cts Tales publicaciones con frecuencia se marcan como VLQ y NAA, y las he notado en las colas de revisión. Aunque no califican para la eliminación, el hecho de que se marquen indica cómo piensa la comunidad sobre ellos. Esta publicación, la suya aquí y aquí , entre varias otras, si bien es correcta, podría necesitar una descripción más detallada.
@todo el sentido del humor tiene poca demanda aquí.
@ my2cts Pero el objetivo de SE es reducir la relación señal-ruido en Internet (creo que Jeff Atwood lo dijo en alguna parte). Responder con humor cuenta como ruido, y no es lo mismo que meter un pequeño juego de palabras en las respuestas de vez en cuando.
@Chair ¿Quizás mi formulación distrajo el hecho de que la respuesta es precisa?
@my2cts Exactamente. Las respuestas suelen ser correctas, pero como dijo ACM, solo es aparente si conoce la justificación más elaborada.
Hay muchos comentarios críticos aquí, pero muy pocas respuestas. Hubiera sido mucho mejor para la "relación señal a ruido" si los comentaristas hubieran dedicado su esfuerzo a escribir mejores respuestas que las mías. Comentar a los demás es perezoso.
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