¿Por qué el litio se fusiona a temperaturas más bajas que el hidrógeno?

Esta es una pregunta básica, pero me ha estado molestando. En el artículo de Wikipedia para la quema de litio , se establece que:

Las estrellas, que por definición deben alcanzar la alta temperatura (2,5 × 10^6 K) necesaria para fusionar hidrógeno, agotan rápidamente su litio. Esto ocurre por una colisión de litio-7 y un protón que produce dos núcleos de helio-4. La temperatura necesaria para esta reacción está justo por debajo de la temperatura necesaria para la fusión del hidrógeno.

Me imagino que con el litio teniendo más protones, tendría una repulsión de Coulomb más fuerte y requeriría temperaturas más altas para fusionarse con hidrógeno. Ahora, este artículo es bastante incompleto ya que no cita fuentes, y normalmente lo descartaría. Pero según aquí , la quema de litio se produce en las protoestrellas, incluso antes de que se produzca la fusión de hidrógeno. ¿Cómo podría el litio fusionarse con hidrógeno a temperaturas tan bajas?

Respuestas (1)

La velocidad de reacción más lenta en la cadena pp determina qué tan rápido puede "quemarse" el hidrógeno en el núcleo de una estrella similar al Sol. Ese paso determinante de la velocidad es en realidad la fusión de dos protones para formar deuterio a través del diprotón y una decaimiento de interacción débil.

La fusión del litio, mediante la cual se fusiona con un protón y luego se divide en dos núcleos de helio, es en realidad parte de la serie de reacciones PPII que convierten el helio 3 en helio 4. No involucra interacciones débiles y, por lo tanto, la sección transversal en un determinado la temperatura es mucho más alta que el primer paso en la cadena pp, independientemente de la repulsión de culombio más fuerte entre los reactivos. Por lo tanto, se inicia a temperaturas más bajas; como usted dice, la "quema" de Li ocurre en estrellas de secuencia principal previas de baja masa mucho antes de que comience la "quema" de hidrógeno (pero después de la quema de deuterio).

Hmm... entonces, si el núcleo de una estrella es lo suficientemente caliente para quemar litio, pero no para quemar hidrógeno, ¿podría considerarse una protoestrella?
@SirCumference Una estrella no sabe que es una estrella hasta que comienza a quemar hidrógeno. Hay poca física que distinga entre una "estrella" de 0,1 masa solar, que eventualmente quemará H después de contraerse durante unos 200 millones de años, y una enana marrón de 0,02 masa solar, cuando ambas tengan 10 millones de años. Supongo que, de forma pedante, podrías distinguir una protoestrella de una enana marrón en función de su masa.
Entonces, ¿por qué el helio requiere temperaturas tan altas para fusionarse, incluso cuando tiene una repulsión de Coulomb más baja que el litio? no requiere β + decadencia.
@SirCumference (a) La repulsión de Coulomb entre dos núcleos de He es mayor que entre Li y un protón. (b) Tienes que poner TRES en el mismo lugar a la vez - es la "reacción triple alfa".
¿Porqué es eso? Son dos protones contra tres protones.
@SirCumference El potencial repulsivo es q 1 q 2 / r . ¿Qué es dos protones vs tres protones? estas comparando 1 × 3 con 2 × 2 .
@RobJeffries: Cuando dice que hay interacciones débiles, ¿habla sobre el proceso? B mi + mi − → L i + v , que supongo que sería un cuello de botella?
@AtmosphericPrisonEscape, la única interacción débil que menciono es el diprotón que se descompone en un deuterón. Primer paso en la cadena pp.
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