Nucleones (p+), (n0) (Zoológico de Partículas Subatómicas)

Nucleones (p+), (n0)

Los nucleones son partículas que forman el núcleo atómico (el protón y el neutrón) formadas por tres quarks (u y d), unidas por la fuerza fuerte.

Son bariones estables, fermiones de espín ½, y constituyen la base de toda la materia visible del universo, lo que es denominado como Materia Ordinaria.

Existen dos tipos:

Ambos son bariones, es decir, están compuestos por tres quarks unidos por la fuerza fuerte, mediada por gluones.

• Los quarks up (u) tienen carga +2/3 e
• Los quarks down (d) tienen carga −1/3 e

El campo de gluones y los pares virtuales quark–antiquark (llamado el “mar de quarks”) aportan la mayor parte de la masa efectiva del nucleón, no los quarks en sí.

Propiedades típicas de los Nucleones:

Propiedades en los Átomos:

• Los protones determinan el número atómico (Z) (la identidad química del elemento).

• Los neutrones determinan el isótopo (N) (su estabilidad nuclear).

El número total de nucleones (protones + neutrones) se llama número másico (A):

A=Z+N

Por ejemplo, el carbono-12 (12 C) tiene:

• 6 protones,
• 6 neutrones.

 

Fuerza nuclear residual

Aunque los nucleones están formados por quarks ligados por la fuerza fuerte interna, entre los nucleones mismos actúa una versión residual de esa fuerza: la fuerza nuclear.

Esta interacción (mediada por mesones como el pión π) es la que mantiene unidos los protones y neutrones dentro del núcleo, venciendo la repulsión eléctrica entre los protones.

• p + p → p + p + π0 (intercambio de piones)

Importancia cosmológica

Los nucleones surgieron unos 3 minutos después del Big Bang, durante la nucleosíntesis primordial, cuando los quarks se habían ya confinado en hadrones y el universo se enfrió lo suficiente para que se formaran los primeros núcleos (como el hidrógeno y el helio).

Sin nucleones:

• No existiría la materia estable,
• No habría átomos, ni estrellas, ni química, ni vida.

Son los bloques de construcción de toda la materia visible en el universo.

• Materia visible ≈ Nucleones + Electrones

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