Divulgación Fuerza de repulsión entre protones (en el núcleo atómico)

[ener]

Leí en un libro que la fuerza de repulsión entre dos protones es de 24 millones de dinas. Esto se calculaba (en el libro) indicando que la distancia entre protones es una diezbillonésima de centímetro.

Vengo a hacer dos preguntas al respecto:

1.- ¿Están correctos (o medianamente correctos) esos datos?

2.- En base a esos datos, yo calculé que esa fuerza de repulsión entre protones es de 240 newtons. Continué calculando que esa fuerza sería suficiente para elevar por el aire un objeto de 24 kg (24,47 kg, se sobreentiende, en la superficie de la tierra). Quiero preguntar si están bien los cálculos que hice.

Muchas gracias.

PD: El libro es un libro de recopilación de ensayos de Asimov: "El electrón es zurdo y otros ensayos", específicamente en el capítulo 13: "A espaldas del maestro".

[Visitante]

Re: Fuerza de repulsión entre protones (en el núcleo atómico)

En el Helio se supone que es correcto, imagínate el poder de la fuerza nuclear fuerte para aguantar la repulsión de dos cargas que pueden elevar un objeto de 24 kg según tus cálculos.

[ener]

Re: Fuerza de repulsión entre protones (en el núcleo atómico)

Gracias.

No me queda claro si confirmas, sólo comentas o más bien niegas... Lo que me queda claro es que me confirmas el dato de que la distancia entre protones es una diezbillonésima de centímetro, al menos en el núcleo de helio. Pero en los otros puntos no me queda claro.
Un saludo

[arivasm]

Re: Fuerza de repulsión entre protones (en el núcleo atómico)

El valor que pones es el que resulta de aplicar la ley de Coulomb a dos cargas iguales a la del protón y separadas una distancia del orden de magnitud el tamaño de un núcleo. Sobre el valor concreto, no tiene demasiado sentido ver qué exacto es en tal o tal átomo, pues la diferencia en el resultado estaría en la distancia. Ahora bien, la escala del núcleo exige manejar el enfoque cuántico, de modo que no se puede hablar de "tal protón está aquí y tal otro está allí", sino que debemos recurrir a una descripción probabilista. Como mucho se podría obtener la fuerza media entre protones en tal núcleo, pero el precio pasaría, además de cálculos muy complejos, por conocer previamente cómo es la distribución de probabilidad de las posiciones de los protones. Pero es que encima el resultado final tampoco tendría interés, pues el concepto de fuerza en mecánica cuántica prácticamente carece de valor (es un concepto clásico) y en realidad lo que habremos hecho es mezclar cosas.

Respecto de tus cálculos, en realidad lo que haces es un cambio de unidades (1 N = 100 000 dinas) y P = mg, con g= 10 m/s². Por supuesto que son correctos.

[ener]

Re: Fuerza de repulsión entre protones (en el núcleo atómico)

Muchas gracias. Me ilustra mucho la respuesta, y pone el tema en el contexto adecuado. Respecto a los cálculos, a pesar de ser muy sencillos, el resultado me parecía tan increíble, que pensé que estaba cometiendo un error de muchas escalas de magnitud. Gracias por confirmarlo.