Arquitecto

La constitución del núcleo
Tras el descubrimiento del protón, efectuado por Ernest Rutherford en 1914, se llegó a la conclusión de que el núcleo atómico estaba formado por protones. El desarrollo de precisas técnicas de medida de masas de átomos y de núcleos atómicos puso de manifiesto que la masa de un núcleo es siempre mayor que la masa de un número de protones igual al número de electronesdel átomo correspondiente. Este exceso notable de masa indicaba que otras partículas pesadas, junto con los protones, constituían el núcleo atómico.
Por sí sola, la presencia de electrones en el núcleo no podía justificar tan importante diferencia de masa, ya que la masa del electrón es más de mil ochocientas veces menor que la del protón, sin embargo podrían neutralizar la carga de losprotones de modo que el número de cargas positivas en el núcleo resultase igual al de cargas negativas en la corteza electrónica. De este modo se conseguía explicar la emisión de partículas β,identificadas como electrones, en los fenómenos de desintegración radiactiva. El núcleo estaría formado entonces por protones en exceso y electrones.
Neutrón En 1932 James Chadwick descubre el neutrón ,una nuevapartícula de masa ligeramente superior a la del protón, pero sin carga eléctrica. Sobre esta base experimental Werner Karl Heisenberg propone su teoría del núcleo actualmente en vigor, según la cual el núcleo atómico estaba formado por protones y neutrones. El número de protones coincide con el de electrones y se representa por la letra Z; el número N de neutrones es aproximadamente igual al deprotones en los átomos ligeros, pero crece a medida que Z aumenta hasta hacerse más de una vez y media superior al de protones en los núcleos pesados.
Modelo de la gota líquida
El modelo de la gota líquida es un modelo de física nuclear que trata al núcleo como una gota de fluido nuclear incompresible. Este fluido estaría compuesto por nucleones (protones y neutrones), que permanecen unidosdebido a la fuerza nuclear fuerte. Fue propuesto por vez primera por George Gamow.
Este modelo no explica todas las propiedades del núcleo, pero sí su forma esférica. Además ayuda en la predicción de la energía de ligadura de los núcleos.
Un análisis matemático de la teoría devuelve una ecuación que pretende predecir la energía de ligadura de cada núcleo en función del número de protones yneutrones que contiene. Esta ecuación tiene cinco términos que corresponden a:
La ligadura de cohesión de todos los nucleones por la fuerza fuerte,
La repulsión electrostática mutua entre protones,
Un término de energía superficial,
Un término de asimetría y
Un término de paridad (parcialmente derivable a partir del cálculo con protones y neutrones enestados cuánticos de espín independientes).
Si se considera la suma de los cinco tipos de energía, los resultados obtenidos se aproximan a la variación observada de la energía de ligadura de los núcleos:
Energía volumétrica: Cuando un conjunto de nucleones del mismo tamaño se unen en un volumen pequeño, cada nucleón tiene un número de otros nucleones en contacto. Debido a ello laenergía nuclear es proporcional al volumen.
Energía superficial: Un nucleón en la superficie del núcleo interacciona con menos nucleones que uno interior, y por lo tanto su energía de ligadura será menor. Esto se tiene en cuenta con el término de la energía superficial, que será por lo tanto negativa y proporcional al área de la superficie.
Energía coulombiana: Es larepulsión electrostática que debe experimentar cada par de protones del núcleo, que contribuye disminuyendo la energía de ligadura.
Energía de asimetría (también llamada energía de Pauli: Está asociada al principio de exclusión de Pauli. Si no fuera por este término, la forma más estable de los núcleos sería siempre N=Z (donde N es el número de neutrones y Z el de protones)....