Me preguntaba si es posible mover el núcleo del átomo y dejar atrás los electrones. Puedo imaginar que los electrones seguirán al núcleo. Pero, ¿y si la velocidad del núcleo es casi la misma que la velocidad de los electrones o más rápida? ¿Adónde irán los electrones?
Si no es posible, ¿tenemos una teoría que pueda leer para explicar lo que podría pasar?
(Editar: a partir de los comentarios, "núcleo" en realidad se refiere a "núcleo" -cambiado)
¡No solo es posible eliminar el núcleo de un átomo, sino que el RHIC lo hace todos los días!
El RHIC hace colisionar núcleos pesados como el oro para medir las propiedades de la materia nuclear a altas densidades. A los átomos de oro se les quitan sus electrones en el acelerador Tandem van de Graaff . Los átomos están sujetos a campos eléctricos tan fuertes que los núcleos positivos y los electrones negativos se separan.
Respuesta al comentario:
Consulte http://isnap.nd.edu/research/facility/accelerator/ para obtener algunos detalles más sobre cómo se pueden quitar los electrones de los átomos (este es un acelerador diferente al del RHIC). Comienzas con átomos ionizados individualmente. Éstos se hacen fácilmente, por ejemplo, haciendo brillar luz ultravioleta sobre los átomos. Los átomos ionizados individualmente se aceleran a una velocidad alta y luego se estrellan contra una lámina de carbono muy delgada. Los núcleos pesados se abren paso en línea recta mientras los electrones se dispersan, y luego los núcleos se aceleran con un segundo campo eléctrico.
Para acceder al núcleo por separado del átomo, debe afectarlo con una "sonda de alta energía", una que tenga una resolución espacial lo suficientemente buena. Por ejemplo, puede golpear el núcleo con otro núcleo o rayos X, etc. Cuando lo hace, es como golpearlo con una bala pequeña, y si golpea el núcleo con una bala pequeña, los electrones continuarán en su movimiento casi imperturbable Sin embargo, debido a que el núcleo será expulsado bastante rápido, los electrones descubren que ya no son parte de un estado ligado, el átomo. Entonces el átomo se ionizará: los electrones se "liberarán". Es casi una consecuencia inevitable de la manipulación de alta energía porque las energías necesarias para manipular con núcleos son múltiplos de 1 MeV más o menos,
Hay un núcleo y hay un núcleo --- significan dos cosas diferentes. Puedes sacar un núcleo de un átomo al romperlo con una partícula pesada, o con un neutrón rápido, o si sufre una fisión, o de muchas otras maneras. Esto se aborda en las otras respuestas.
Pero el núcleo de un átomo es el núcleo más todos los electrones en las capas internas. Si tuviera que eliminar el núcleo del átomo, dejaría atrás solo los electrones de valencia. Podría parecer que es posible sacar el núcleo de un átomo, porque los electrones internos están más unidos que los electrones externos por un factor de unidad de orden.
Pero no existe un mecanismo real para hacerlo de repente sin perturbar el átomo. La razón es que una partícula rápida puede eliminar el núcleo, pero es muy poco probable que elimine los electrones centrales restantes para que se muevan junto con el núcleo; el espacio de fase es muy pequeño.
Esto tiene un efecto práctico: significa que la energía requerida para sacar un núcleo de un cristal de átomo pesado por colisión es mucho mayor que la energía requerida para ionizar completamente los electrones más externos del átomo en el vacío. Esto significa que las vacantes de la capa K en un metal pesado solo pueden eliminar los isótopos H de sus posiciones reticulares, donde no hay núcleo, ni átomos pesados, porque para eliminar el núcleo del átomo pesado se requiere hacer dos capas K (la más interna S -shell) vacantes, y esto es al menos el doble de la energía de la excitación de K-shell. Entonces, aunque una capa K vacante tiene suficiente energía para eliminar el núcleo del átomo de metal pesado, el proceso coherente que hace esto no está disponible ya que requiere una conspiración que elimine simultáneamente el núcleo y los dos electrones de la capa K al mismo tiempo. tiempo en casi el mismo k,
Esto no se dice realmente en la literatura, pero ciertamente se entiende en la física atómica. Las interacciones knock-out se toman partícula por partícula y no involucran los núcleos atómicos.
En su pregunta, usa "núcleo" para significar "núcleo", por lo que las otras respuestas son más apropiadas, pero creo que es interesante abordar la pregunta como se indica.
Vladímir Kalitvianski
Ron Maimón