Física de secundaria: En las reacciones nucleares, ¿se puede considerar que los protones se descomponen espontáneamente en neutrones y positrones? ¿O cuál es el mecanismo de generación de positrones? Gracias

No se considera que los protones puedan transformarse espontáneamente en neutrones y positrones. Cualquier proceso físico debe cumplir una serie de condiciones de conservación para ser posible, incluida la conservación de la energía, la conservación del momento, la conservación del momento angular, la conservación de la carga, la conservación del número bariónico y la conservación del número de leptones (pero observaciones recientes de neutrinos han demostrado que demostrado que la supuesta ley de conservación del número de leptones puede ser incorrecta). Cualquier reacción actualmente conocida debe satisfacer estas leyes de conservación.

Los protones no pueden descomponerse en neutrones y positrones (se deben agregar neutrinos electrónicos para satisfacer la conservación del número de leptones). Este proceso viola la ley de conservación de la energía porque la suma de las masas en reposo de las partículas en estado final es mayor que la de las partículas en estado inicial. Supongamos que tomamos la partícula del estado inicial como el centro del sistema de masa, entonces la energía del sistema del estado inicial es mc^2, m es la masa del protón y el estado final es gt = mec^2 mnc^2 mnuc2, donde me, mn y mnu son positrones respectivamente, los neutrones y los neutrinos están en reposo y el signo de igualdad sólo es verdadero cuando las masas de todas las partículas finales están en reposo. Pero sabemos que esta desigualdad en realidad contradice los hechos. Entonces los protones que vemos son siempre estables y no se desintegran.

En cuanto al mecanismo de generación de positrones, tomemos como ejemplo p p-gt;d positrón electrón neutrino. En este momento no se trata de un solo protón, sino de la suma de las masas. de dos protones es mayor que el deuterio. La energía restante en el núcleo es suficiente para producir positrones y neutrinos electrónicos. En cuanto a cómo generar positrones y neutrinos electrónicos con esta parte de energía, es más complicado. En pocas palabras, cuando los protones chocan con los protones, perturban el campo que transmite la interacción débil, y este campo se acopla con el campo electrón-positrón y el campo de neutrinos. Cuando la energía transmitida en el campo alcanza un cierto umbral, puede estimular un par de neutrinos positrones y electrones.