Particelle e antiparticelle

Massa Si è calcolata attraverso l'equazione di Einstein

Carica Risulta frazionaria rispetto alla carica unitaria dell'elettrone

Esistono diversi tipi o sapori di quark: up, down, charme, strange, top, botton o beauty.

Protone =+ 2 up e 1down

Neutrone =0 1up e 2down

LEGAMI DELLA NATURA

Forza nucleare forte è la più intensa con il raggio di azione più piccolo. Si esercita tra i quark e fa tenere neutroni e protoni confinati all'interno del nucleo.

Forza elettromagnetica è 100 volte più debole e ha un raggio di azione più ampio, tiene gli elettroni legati al nucleo.

Forza nucleare debole si esercita trai quark ed è responsabile della radioattività spontanea. Sia la elettromagnetica che la nucleare debole sono manifestazioni della forza elettrodebole

Forza gravitazionale si esercita tra tutti i corpi dotati di massa, è la forza che tiene unito l'universo anche se è la più debole.

Mesone massa intermedia tra il protone e l'elettrone.

Gluone mediatore dell'iterazione forte. Tiene uniti i quark all'interno di protoni e neutroni.

Stabilità di un nucleo

Tanto è alta l'energia di legame, tanto è stabile il nucleo. L'energia di legame è quella necessaria per estrarre il nucleone e portarlo a distanza infinita per calcolare tale energia si considera il difetto di massa dato dalla differenza tra la massa ottenuta sommando i nucleoni e la massa nucleare calcolata sperimentalmente. La massa persa si trasforma in energia.

Nucleo stabile fin quando non emette radiazioni spontanee n/p ≈ 1

Nucleo instabile tende spontaneamente ad uno stato di maggiore stabilità, così avviene il decadimento radioattivo cioè l'emissione di energia sottoforma di radiazioni di varia natura.

A seconda dei casi, del rapporto n/p avvengono vari tipi di decadimento:

n/p >1 βˉ il nucleo diviene più stabile se uno dei suoi neutroni decade a protone.

Numero di massa costante ma aumenta di una unità il numero atomico Z. l'elemento finale è quello che si trova spostato a destra dell'elemento che lo ha generato.

n/p < 1 β⁺ il nucleo tende spontaneamente a trasformare un neutrone in protone.

Può avvenire con meccanismi diversi:

a)  emissione di un positrone decadimento beta-più. Isotopi leggeri con basso numero atomico. L'elemento che si forma è quello a sinistra spostato di una casella.

b)  Cattura di un elettrone. Cattura K il numero atomico si riduce di una unità e l'elemento si sposta di una unità a sinistra

Z > 82 e A>200 α perdita di un elione He . si sposta di 2 posti verso sinistra.

Decadimento raggi γ variazioni di energia all'interno del nucleo.

FISSIONE NUCLEARE  0.009%

Separazione del nucleo dovuto al bombardamento con neutroni lenti. La quantità di energia che si libera deriva dalla differenza tra la somma dell'energia di legame dei nucleoni degli atomi e l'energia di legame dei nucleoni corrispondenti all'atomo di partenza. Così si liberano 2 o 3 neutroni che a loro volta determinano altre reazioni. Esplosione nucleare.

FUSIONE NUCLEARE T=10000 K 0.07% per numero di protoni

Unione di 2 nuclei leggeri per formarne uno più pesante. Collisione degli atomi con una energia cinetica elevata che riesce a vincere la repressione coulombiana dei nuclei, ciò avviene quando si trovano ad elevatissime temperature. Si forma così il plasma che è una miscela di nuclei ed elettroni liberi.