Si el núcleo de hidrógeno carece de un neutrón, entonces, ¿qué mantiene estable al núcleo y al protón en su interior?

Tengo dos preguntas :

  1. En un simple átomo de hidrógeno ( 1 1 H ) , no hay neutrón. Entonces, si no hay fuerza nuclear para mantener unido el núcleo, ¿qué es lo que mantiene unido el átomo? ¿Por qué el protón no sale del átomo?

  2. Si no hay neutrones, ¿significa esto que la energía de enlace del átomo de hidrógeno es 0 ? Encontré una pregunta en la que se debía calcular la energía de enlace del átomo de helio y en la solución se restaba la masa atómica del átomo de helio de la suma de 2 átomos de hidrógeno. ( 2   × 1.0078 tu ) y 2 neutrones ( 2   × 1.0087 tu ), entonces, ¿no implicaría esto que la energía de enlace del hidrógeno es 0 ?

Tanto para 1 como para 2, parece que piensas en el núcleo como un sistema unido, pero es un solo protón. No me queda claro por qué necesitaría la fuerza nuclear para mantener unido un solo protón o cuál se supone que es la "energía de enlace" de un solo protón.
1.¿Qué mantiene unido al átomo...? 2. ¿Y la energía de enlace es 0 o no?
Esta pregunta (v2) parece combinar la física nuclear y la física atómica.
@BhavyaSharma Creo que el corazón de su confusión es que cree que hay una diferencia entre "núcleos de hidrógeno" y "protones", pero no la hay. El fenómeno de la "energía de enlace" se manifiesta para un solo protón (en forma de quarks enlazados y también para el par protón-electrón), pero esto es algo diferente de lo que normalmente se entiende por "energía de enlace" en el contexto nuclear, que es la diferencia de peso entre el núcleo y sus hadrones constituyentes. No hay diferencia de peso entre un protón y un núcleo de hidrógeno porque son la misma cosa.

Respuestas (2)

El núcleo de hidrógeno es solo un protón, los protones son estables. Sin embargo, hay quarks de valencia ligados en el núcleo, y se mantienen unidos por la fuerza fuerte. Sin embargo, la versión protón-electrón del hidrógeno tiene la misma característica que mencionaste, que pesa un poco menos que la masa de un protón libre más la masa de un electrón libre debido a la energía de enlace del par. Pero la energía de enlace allí es mucho menor que la que obtienes de la fuerza fuerte.

El átomo de hidrógeno no necesita un neutrón. Los neutrones existen en el átomo para mantener juntos los protones cargados positivamente, de lo contrario se repelerían entre sí. Con un solo protón, no hay necesidad de un neutrón. Además, el electrón permanecería en una órbita estable porque, dado que el neutrón no tiene carga, el electrón no se siente atraído por él y, por lo tanto, nada es demasiado diferente.

No está relacionado con la pregunta, pero tengo curiosidad acerca de por qué el átomo es neutral desde el exterior y, por lo tanto, la carga de los protones tiene que cancelar exactamente la carga de los electrones PERO en helio (con dos protones que cancelan el campo eléctrico de dos electrones) los dos protones anulan ¿entre sí? Mi conclusión, o tiene que haber un campo eléctrico neto de los electrones (en el caso de la fuerza de revocación entre los dos protones) o no hay un campo neto de los dos electrones y tres no hay ninguna fuerza de revocación entre los protones.
Bueno, en un átomo de helio, hay 2 protones, 2 neutrones y 2 electrones, las cargas de todas estas partículas se cancelarían y lo harían neutral.
¿Entonces no hay repulsión entre los protones?
Hay repulsión, conocida como degeneración de protones, pero los neutrones usan la fuerza fuerte para mantener juntos a todos los protones en un átomo de helio.
Entonces, ¿los electrones también degeneran? Piensa en el campo neto de un sistema a partir del mismo número de electrones y protones.
Los electrones también degeneran, por eso nunca entran en contacto entre sí.
no soy comun con lo que es degeneracion en fisica, lo leere
No piense en la degeneración en términos de contacto: es un fenómeno cuántico y sigue reglas cuánticas. En esa imagen, los electrones en un átomo no son bolitas y no tienen posiciones. Ocupan estados estacionarios con energía y momento angular bien definidos pero sin posición ni momento lineal bien definidos. Los electrones en un átomo de helio (en su estado fundamental) están degenerados en el sentido de que llenan completamente el norte = 1 la capa y cualquier electrón agregado necesariamente tendrían que tener una energía más alta.
En el núcleo, dentro del rango de 1 Fermi, todos los nucleones se atraen entre sí. Los protones atraen protones, los neutrones atraen neutrones y los neutrones atraen protones. Es esta fuerza (conocida como fuerza nuclear) la que mantiene unido el núcleo al vencer la fuerza culómbica entre los protones dentro del núcleo. @HolgerFiedler se trata de repulsión entre protones, pero cuando están dentro del rango de 1 Fermi, la fuerza nuclear domina la fuerza coulombic.
@BhavyaSharma ¿De dónde viene la repulsión? Vea la discusión anterior.
Estimado Holgerfiedler, la razón por la que un protón es estable y dos protones no son estables, por lo que necesitan neutrones, es el isospín. Los protones tienen el mismo isospín, por lo que no pueden acoplarse entre sí, necesitan neutrones, porque los neutrones tienen un isospín diferente, por lo que pueden acoplarse con protones.
Si el núcleo de hidrógeno carece de un neutrón, entonces, ¿qué mantiene estable al núcleo y al protón en su interior?
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