10.10.08

Nuestros primeros pasos! - IV (Modelo Estandar - Definicion y Partículas)

EL NEUTRÓN

En esta ocasión hablaremos del Nutrón(de igual forma que el protón, dedicaremos una entrada completa a este), una partícula que, al igual que el protón, esta compuesta por quarks de los que ya hemos hablado en la Serie. Si recordamos el tipo de quarks que tiene el protón, encontraremos que está compuesto por quarks up/up/down y el neutron a la inversa de este, up/down/down.

Al igual que el protón, el neutrón es un Fermion está compuesto por quarks por lo tanto es un hadrón y además, tiene tres de ellos(quarks), por lo tanto es también un barión.

Es importante saber el por que de la "neutralidad" del Neutrón, y esta se debe no a que no existan cargas, sino a que las que existen dentro de el se anulan. Si por ejemplo sabemos que el neutrón está compuesto por un quark up (u) y dos quarks down (d), entonces numéricamente tenemos: por el quark (u) +2/3 y por los quarks (d) tenemos -1/3 y otro -1/3, si los sumamos tenemos; +2/3-1/3-1/3=0. De ahí su neutralidad.

Los neutrones sufren las cuatro fuerzas fundamentales del Universo, como los protones: a pesar de no tener carga neta, tienen un momento magnético lo mismo que el protón, de modo que sufren la fuerza electromagnética, la nuclear fuerte, la débil y la gravitatoria. Sin embargo, la fuerza más importante para los neutrones es la fuerza nuclear fuerte, la que mantiene a los quarks unidos en su interior y une a los neutrones con otros neutrones y con los protones en el núcleo de los átomos: puesto que los protones y neutrones son los que forman los núcleos, a las dos partículas “hermanas” se las denomina nucleones.

Sin embargo, como ya dijimos hablando del protón, él es el realmente importante en el núcleo. El neutrón, al no tener carga, no convierte a un elemento en otro: añadir un neutrón al hidrógeno no lo convierte en otra cosa, sigue siendo hidrógeno, aunque tenga propiedades un poco diferentes (por ejemplo, es más pesado). Los átomos de un elemento con diferente número de neutrones se denominan isótopos. Algunos isótopos no son estables, como el isótopo 14 de Carbono de modo que se usan para fechado. ( Para determinar por ejemplo la antiguedad de pergaminos, huesos encontrados, plantas primitivas, rocas, etc).

Cuando el núcleo de un determinado elemento tiene exceso de neutrones como mencionamos, se vuelve "Inestable", por lo tanto manifestará su inestabilidad de alguna manera, y esta es emitiendo partículas (normalmente "negatrones"). Esto se debe a que de alguna u otra manera, el núcleo querrá alcanzar su estabilidad, y esto se logra efectivamente quitando el exceso que posee.

Otra diferencia entre el protón y el neutrón es que: ¡¡Dependiendo de qué combinación de quarks forma un hadrón, éste puede ser más o menos estable. Por ejemplo, ya dijimos que un protón libre podría no ser estable, pero de ser inestable su vida media probablemente es mucho mayor que la edad actual del Universo!!

Sin embargo, debido a como esta conformado el neutrón, uno de estos en estado libre (no asociado al núcleo), tiene una vida media mucho más corta que la del protón: unos 15 minutos. Por esta razon es que podemos ver en nuestro universo muchos de los protones (núcleos de Hidrógeno sin electrón), pero es muy difícil ver neutrones libres más de unos minutos. Cuando un neutrón se desintegra, lo hace en un protón, un electrón y un antineutrino (Lo comentamos anteriormente como la emisión β (-) ó emisión de negatrones).

¡¡Los neutrones libres son muy peligrosos!! por el echo de ser producto de la desintegración más peligrosa conocida. Pensemos en los siguiente: Otro tipo de emisiones como la de electrones por ejemplo, aunque son peligrosas, son faciles de parar, las partículas cargadas en cuando entran en contacto con un medio más o menos denso, empiezan a desviarse (debido a la fuerza eléctrica), a ionizar átomos arrancando electrones que se llevan parte de la energía y se mueven en otra dirección, etc. Es decir, la energía de esas partículas se disipa relativamente rápido.

¡Eso con las partículas cargadas! pero ... ¿¿Que pasa entonces con los neutrones??

Al ser neutros, la única manera de que pierdan su energía es que choquen con el núcleo de otro átomo. Por lo tanto, la protección contra neutrones requiere un espesor relativamente grande: y además, la masa atómica del núcleo de los átomos no influye mucho en su capacidad para pararlos, pues los núcleos son tan minúsculos comparados con el espacio entre ellos que un aumento de tamaño (por ejemplo, plomo en vez de hidrógeno) apenas influye. La mayor parte de los escudos contra neutrones son paredes espesas de cemento o parafina.