La scoperta del nucleo
Rutherford bombardando una lamina d’oro con particelle alfa, vide che il 99% attraversava la lamina e l’1% rimbalzava sul nucleo degli atomi della lamina d’oro: quell’1% ha cambiato la storia.
Caratteri del nucleo
Il nucleo atomico ha la forma di una sfera schiacciata come una lenticchia.
La densità di massa del nucleo è altissima 10^17 kg/mc.
Il nucleo è formato da Protoni e Neutroni.
Cos’è il Protone ?
Il protone è fatto di quark leggeri.
Il protone ha carica elettrica positiva perché è composto da 2 quark up e 1 quark down.
Il quark up ha carica elettrica positiva di +2⁄3 e (e è la particella elementare assimilabile all’elettrone).
Il quark down ha carica elettrica negativa di -1⁄3 e.
1 protone = +2/3 + 2/3 -1/3 = +1 e.
La massa apportata dai 3 quark è piccola, la gran parte della massa viene apportata dall’energia del campo gluonico che tiene insieme i quark.
Bisogna ricordare la formula di Einstein: E=mc2, l’energia è uguale alla massa x “c” la velocità della luce.
La massa del protone è 1,6726×10−27 kg o 938,27 MeV/c².
Un protone solo, non legato ad altro, costituisce il primo nucleo della storia: il nucleo dell’elemento naturale più semplice: l’idrogeno.
Il Protone genera un campo elettrico, attorno al quale si muove l’elettrone.
Cos’è il Neutrone ?
I neutroni sono particelle elementari con carica elettrica nulla perché ognuno è composto da 1 quark up e 2 quark down:
+2/3 -1/3 -1/3 = 0.
La massa del neutrone è 1,6749 ×10 alla −27 o 939,57 MeV/c², leggermente superiore a quella del protone: + 0,13%.
Neutroni e protoni si trasformano continuamente fra loro per l’assorbimento o emissione di un pione.
Il neutrone fuori dal nucleo è instabilissimo e nel giro di pochi minuti si trasforma in protone.
Per trasformarsi in protone deve cedere un elettrone che ha 1 carica negativa. Oltre all’elettrone cede un antineutrino.
La massa del protone e del neutrone
La massa del neutrone in grammi è 1,675 × 10^-24 g.
Il Neutrone ha una massa leggermente maggiore del Protone, la differenza di massa Neutrone meno Protone è pari a 2,5 volte la piccola massa dell’elettrone.
Interazione nucleare forte
Neutroni e Protoni sono legati fra loro da una forza o interazione nucleare forte attrae solo nel raggio del nucleo, vince la forza elettromagnetica respingente dei Protoni. Queste 2 forze costituiscono le 4 Forze elementari della natura.
Perdita di massa e relatività
Quando neutroni e protoni si mettono insieme c’è una piccola perdita di massa, viene liberata dell’energia nell’ambiente. La perdita di massa è cosi piccola che nella fisica tradizionale non viene rilevata, ma la perdita di massa è reale. La fisica tradizionale funziona bene dall’atomo in su, ma dentro l’atomo è troppo approssimativa e risulta più utile la fisica quantistica.
Decadimento radioattivo
Nel 1896 Becquerel scopre accidentalmente che qualcosa, proveniente dall’atomo, impressiona una lastra fotografica, ma è Rutherford nel 1899 che appura trattarsi di radiazioni alfa e beta, è il decadimento radioattivo di elementi instabili e realizza la fantastica alchimia del passato, che oggi chiamiamo trasmutazione.
Fusione e fissione
L’energia dell’interazione nucleare forte che tiene insieme le particelle nucleari è un milione di volte più forte di quella che trattiene gli elettroni. E’ possibile sfruttare questa energia con la fusione e la fissione
Attorno al nucleo
Attorno al nucleo, come uno sciame d’api attorno a un fiore, ruotano gli elettroni.