Sind die Protonen und Neutronen im Kern in einer bestimmten Weise angeordnet?

Ich habe mich gefragt: Angenommen, Sie haben zwei Sauerstoffatome. Sie haben beide 8 Protonen und 8 Neutronen im Kern (zumindest wenn sie das häufigste Isotop sind). Werden nun all diese Teilchen in beiden Atomen gleich angeordnet sein? Wenn ja, warum sollte das so sein, und wenn nicht, beeinflusst das die Eigenschaften des Elements in irgendeiner Weise?

Aber dann dachte ich auch, dass die Unschärferelation uns diese Frage vielleicht gar nicht erst stellen lässt. Vielleicht können Sie die Positionen der Teilchen nicht so genau bestimmen, also können Sie nur sagen, dass Sie 8 Protonen und 8 Neutronen zusammen auf kleinem Raum haben.

Also, welcher ist es? Können wir überhaupt sagen, wo sich alle Partikel befinden, und wenn wir können, spielt es eine Rolle, wie sie genau angeordnet sind?

Es gibt einige Kräfte, die dazu treiben, bestimmte Konfigurationen zu bevorzugen. Siehe en.wikipedia.org/wiki/Semi-empirical_mass_formula
@ user404153 Auch hier ist die semi-empirische Massenformel nicht die beste Antwort, da sie explizit funktioniert, um das Verständnis der Struktur zu vermeiden. Schalenmodelle gehen auf die Frage ein.
Das Unsicherheitsprinzip lässt uns niemals keine Fragen stellen, wie Sie hier sehen können . Selbst wenn dies der Fall wäre, ist die Proton / Neutron-Anordnung nicht einmal annähernd in dieser Größenordnung. Der RMS-Ladungsdurchmesser eines Protons ist 1.1 10 20 mal die Plankenlänge - 100 Trillionen oder 100 Milliarden Milliarden Mal die Einheit, über die hinaus wir nicht messen können.

Antworten (3)

Javier, schauen Sie sich Was ist ein intuitives Bild der Bewegung von Nukleonen an? anfangen.

Die kurze Antwort ist, dass es genauso vernünftig ist zu sagen, dass sie identisch sind, wie zu sagen, dass die Konfiguration von Elektronen in mehreren Atomen eines einzelnen Elements identisch ist. Das heißt, es gibt einen Satz von Orts- (oder Impuls 1 ) -Verteilungen , denen sie entsprechen.


1 Es stellt sich heraus, dass die Orts- und Impulsverteilungen durch Fourier-Transformationen miteinander verknüpft sind, sodass die zur Spezifizierung der einen Verteilung erforderlichen Informationen dieselben sind wie die zur Spezifizierung der anderen. Kernphysiker beschäftigen sich meist mit den Impulsverteilungen.

Also, welcher ist es? Können wir überhaupt sagen, wo sich alle Partikel befinden, und wenn wir können, spielt es eine Rolle, wie sie genau angeordnet sind?

Wir können die Verteilung der Teilchen im Kern sagen/modellieren, wie dmckee feststellt, und es spielt eine Rolle, wie sie angeordnet sind, wenn wir im Periodensystem der Elemente nach oben gehen. Die innere Anordnung/Verteilung führt zu den Dipol- und Quadrupolmomenten der Kerne .

Insgesamt charakterisiert sie also die Verteilung der Protonen in den Kernen.

Die deutlich kleineren Elemente Protonen und Neutronen sind nicht kugelförmig, sondern eher scheibenförmig im Kern angeordnet. Sobald das Element größer wird, werden die Protonen und Neutronen aufgrund der Protonenabstoßungskräfte und der begrenzten Menge an Neutronen, um die Abstoßungskraft zu blockieren, in einer kugelähnlichen Struktur angeordnet. Die meisten Wissenschaftler glauben, dass starke Kräfte, die die Protonen und Neutronen zusammenhalten, eher Klammern wie Strukturen ähneln als magnetische Kräfte oder elektrische Kräfte. Dies ist der Schlüssel zu ihrer Anordnung in größeren Isotopenelementen. Die starken Kräfte mögen vielleicht die Art und Weise, wie Züge miteinander verbunden werden. Mit Druck klammern sie sich aneinander. Die Protonen und Neutronen werden aneinander geklammert. Eines ist sicher, es gibt viel mehr Neutronen als Protonen. Der Grund muss sein, dass die Neutronen die abstoßenden Kräfte abschirmen. Ich arbeite an diesem Problem, wenn ich Zeit habe. Ihre Anordnung würde bestimmen, ob sie an einem Ende positiver sind. Sie sagen, je größer das Element, desto schneller die Geschwindigkeit des Elektrons auf der äußeren Hülle. Ein Neutron, das neutral ist, könnte von einem Atomkern kommen und gehen. Unbeeinflusst von Ladung oder Schwerkraft. Man muss also glauben, dass, wenn ein Proton zu einem Neutron wird, sie immer noch aneinander geklemmt sein müssen, wie Züge aneinander klemmen. Nur ein Denkanstoß. Man muss also glauben, dass, wenn ein Proton zu einem Neutron wird, sie immer noch aneinander geklemmt sein müssen, wie Züge aneinander klemmen. Nur ein Denkanstoß. Man muss also glauben, dass, wenn ein Proton zu einem Neutron wird, sie immer noch aneinander geklemmt sein müssen, wie Züge aneinander klemmen. Nur ein Denkanstoß.

Diese Antwort könnte wirklich einige Peer-Review-Quellen verwenden. Insbesondere nimmt die Neutronenzahl schneller zu, wenn die Ordnungszahl zunimmt; dh ein bestimmtes Element (mit Ausnahme von Wasserstoff) hat eine gleiche oder größere Anzahl von Neutronen als Protonen.