Возможно ли атомное ядро состоящие только из Нейтронов.

0 голосов
140 просмотров

Возможно ли атомное ядро состоящие только из Нейтронов.


Физика (15 баллов) | 140 просмотров
0

атомом принято считать массивное положительно заряженное ядро и вращающиеся вокруг него в поле кулоновского притяжения электроны или же электронное облакоядро атома – это компактное, положительно заряженное скопление частиц. удерживаются они вместе за счет "сильного" взаимодействия.

0

Ядро не может состоять только из нейтронов так как тогда оно будет электрически нейтральным, иначе такое ядро не сможет притягивать электроны. а электроны, уже не смогут связывать такие ядра в состав химических элементоввероятно такая субстанция (скопление нейтронов) может существовать, но это не ядро атома.

0

Современная теория (взять хотя бы капельную модель Вайцзеккера) запрещает существование "нейтронных скоплений". Ну если конечно мы не говорим о нейтронных звездах, но мы о них и правда не говорим

Дано ответов: 2
0 голосов
Правильный ответ

Ответ достаточно очевидный - нет, иначе бы их давно изучали в школе. 

Другой вопрос, почему так происходит. Прежде всего, надо сказать, что единичный нейтрон (а что, тоже ядро из нейтронов) нестабилен и живет около 900 секунд, а затем распадается на протон, электрон и антинейтрино. Далее ответы могут быть такими:

1) Нейтронные ядра нестабильны. Нейтрон-нейтронное взаимодействие слабее нейтрон-протонного, и поэтому ядро из нейтронов является крайне неустойчивым, и, даже будучи собранным, быстро распадется на отдельные нейтроны. И наоборот, если в ядре достаточное количество протонов, то нейтроны с протонами образуют связанное состояние. 

2) Нейтрон и протон часто рассматривают, как 2 состояния одной и той же частицы (нуклона). Это похоже на два состояния электрона в атомных орбиталях (спин "вверх" и спин "вниз"). Вспомним, как заполняются орбитали в атоме:  в каждом состоянии (клеточке) живут 2 электрона, со спином "вверх" и спином "вниз". Нельзя в одну клеточку вписать два полностью одинаковых электрона. Если мы попробуем собирать электронные оболочки только из электронов со спином вверх, у нас будут быстро заполняться клеточки, а это значит, увеличиваться энергия добавляемых электронов. Такая система нестабильна, электроны будут стремиться свалиться в нижние незанятые клеточки с переворотом спина.

Нуклоны в ядре ведут себя схожим образом. Протон и нейтрон могут жить на одном энергетическом уровне (в одной клеточке), но два нейтрона (или два протона) - не могут. Поэтому при сборке ядра только из нейтронов, у нас будут быстро кончаться клеточки, быстро повышаться энергия системы и она будет неустойчивой. Высоколежащие нейтроны будут превращаться в протоны, чтобы дозаполнить нижележащие уровни энергии.

--------

Одним словом (я не знаю, на какой уровень школьной-нешкольной программы должен быть рассчитано ответ) - нейтронные ядра нестабильны и долго не живут.

Однако, буквально в последние пару лет, появилось некоторое количество экспериментальных наблюдений вроде бы как относительно стабильных (время жизни что-то типо микросекунды) состояний (не скажу ядер) из двух (dineutron) и четырех (tetraneutron) нейтронов. Это большая экзотика. 

(4.1k баллов)
0

Сравнение нейтрона с другим состоянием протона некорректно. Хотя бы потому что они состоят из разных кварков. Протон два up и один down кварк. Нейтрон один up и два down кварка. Тогда и всю теорию кварков надо рассматривать как теорию одной частицы с более высокими энергэтическими состояниями. Только вот беда , такой теории до сих пор нет )

0

Ну да, некорректна, как и вся концепция изоспина

0

Прям как Гейзенберг ввел в 1932 году, так до сих пор и некорректна.

0

Мне казалась эта конструкция устойчивой, поэтому удивляло что они не наблюдаются повсеместно.

0

Нет, неустойчива, и даже очень)

0 голосов

Оно будет нейтральным - и химический элемент образовать не сможет. Электроны вокруг него не залетают. Тем не менее в природе есть обьекты, состоящие из нейтронов, упакованных так же, как в атомном ядре. Это нейтронные звезды. Только обьединяет их не сильное взаимодействие, а сила гравитации.

(60.5k баллов)
0

Альфа-частица: 2 протона, 2 нейтрона - стабильна, живет очень долго. Тетранейтрон: 4 нейтрона, 0 протонов - если и существует, то живет очень недолго. Во фразе "оно будет нейтральным" есть большой вопрос к слову "будет".

0

фраза - "живут не долго" - что означает? они же не могут просто исчезнуть.

0

Нейтрон распадается на протон, электрон и нейтрино. Это так называемое слабое взаимодействие. В отличии от сильного, которое обьединяет протоны и нейтроны в атомные ядра.

0

Ну значит, В Куче нейтронов собравшихся вместе часть начинает распадаться на протоны и электроны и создают атомы водорода.

0

Значит нейтронный звёзды прородители обычных красных карликов ))

0

Не совсем. Речь идет о свободном нейтроне - он распадается на протон, электрон и антинейтрино. Но в нейтронной звезде нейтроны сильно несвободны, и там ситуация стабильная.