Deuterón (²H) (Zoológico de Partículas Subatómicas)

Deuterón (²H)

El deuterón es una partícula nuclear compuesta: es el núcleo del átomo de deuterio (²H o D). No es una partícula elemental, sino un estado ligado formado por:

• 1 protón
• 1 neutrón
• Su símbolo es: (²H)

Propiedades clave del Deuterón:

Composición

• d=p+n

Espín

• Espín total: 1 (estado triplete)

No existe un estado espín 0 ligado para protón + neutrón → esa es una razón por la que el deuterón es único entre los núcleos ligeros.

Carga

• +1 (porque el protón tiene +1 y el neutrón 0).

Radio

• Aproximadamente 2.1 fm

Energía de enlace

• Eb ≈ 2.224 MeV

Es un núcleo extremadamente débilmente ligado comparado con núcleos más pesados.

Momento cuadrupolar

• Tiene un momento cuadrupolar eléctrico distinto de cero → indica que no es perfectamente esférico.
• Esto revela que su estructura tiene un pequeño componente estado D (L = 2) en la función de onda.

Importancia del Deuterón:

El sistema más simple ligado por la fuerza nuclear fuerte

Es el ejemplo más básico donde se estudia:

• interacción protón–neutrón
• potencial nuclear fuerte (Yukawa, potencial tensorial, etc.)
• efectos de espín–isospín
• fuerzas tensoriales del intercambio de piones

Clave en nucleosíntesis

En el Big Bang y en reactores de fusión:

• p+n→d+γ

El deuterón actúa como paso intermedio para crear elementos más pesados.

Usos experimentales

• Reactores nucleares
• Fuente de neutrones mediante reacciones d–t
• Blanco para estudios de estructura nuclear

Modelo en términos de quarks y QCD:

Técnicamente, el deuterón NO es un hadrón individual, sino un:

• Estado compuesto de seis quarks (uud + udd)

Pero a energías bajas se describe como dos nucleones separados. Solo a distancias muy pequeñas aparece un comportamiento de hexaquark débil.