Szia!

 

Nagyon örülök,hogy tudtam Neked segíteni!

Kvalitatív magyarázatot tudok csak adni. A magokban a nukleonok stabilitása a nukleonok közötti vonzó erő,és a csak a proton között ható taszító elektrosztatikus erő viszonyától függ.

A magerő abból származik,hogy a proton és a neutronok virtuális pioncserével folyamatosan egymásba alakulnak.(proton-proton,neutron-neutron egymásbaalakulás is lehetséges a semleges pioncserével) A proton és a neutron ugyanannak a nukleonnak a két töltésállapotaként fogható fel. A magerő független az elektromos töltésállapottól,így minden nukleon ugyanakkora erővel vonza egymást a magerő tekintetében.

A könnyű magoknál észrevehető,hogy a protonoknak és a neutronoknak a száma azonos(vagy csak kicsit nagyobb a neutronok száma).Minden nukleon ugyanolyan erősen vonzza egymást,akár proton,akár neutron. A protonok között van elektrosztatikus taszítás ez valamelyest lazítja a protonok közötti vonzóerőt,a neutronok viszont csak magerővel vonzódnak a protonokhoz(illetve a szonszédos neutronokhoz),nincs taszítás,ezért a neutronok ragasztónak fogható fel. Ha a könnyű magban sokkal nagyobb a protonszám,mint a neutronszám,akkor az elektrosztatikus taszítás instabillá teszi a magot. A stabilitás úgy áll helyre,ha az egyik proton egyik up kvarkja downná válik,így neutron lesz belőle,miközben pozitron és neutrino szabadul fel(ezek a pozitív W-bozon bomlásából keletkeznek).

 

A nehéz magoknál a nagy protonszám miatt sokkal több neutronra van szükség,mint protonra,mert a neutron úgy tudja növelni a nukleonok közötti vonzóerőt,hogy nem növekszik az elektrosztatikus taszítóerő. De akkor is instabillá válhat a mag,ha a neutronokból van túl sok,mert nagyon magas héjra kerülne. A protonoknak és a neutronoknak két különböző energianívói vannak,amit -mivel fermion- kettesével töltenek fel,ellentétes spinbeállással. Egyszerűbb,ha protonná bomlik,mert a taszítás növekedése ellenére a nukleon kisebb energiájú állapotba kerül,ha protonná bomlik,mert ekkor kisebb energiájú héjra jut(protonokból kevesebb van).A magerő növekménye jóval nagyobb az elektrosztatikus taszítás növekményénél. A neutron gyenge kölcsönhatással protonná bomlik,miközben elektron és antineutrinó szabadul fel(negatív W-bozon bomlásából keletekzenk).

 

A szabad proton bomlását ezideig nem tudták kimutatni,a szabad neutrin viszont elég gyorsan gyenge bomlással protonná bomlik. Ebben az játszhat szerepet,hogy a proton kvarkkombinációjának szerkezete alacsonyabb nívón lehet,mint a neutron kvarkkombinációjának szerkezet. Ekkor a kvarkok összességének negatív energiája van,vagyis kötöttek(diszkrét az energaspektrumuk),de maguk a nukleonok szabad állapotban vannak,vagyis pozitív energiával rendelkeznek(folytonos az energiasperktrumuk). Vagyis a szabad nukleonok ilyenkor pont úgy a legkisebb energiájú állapotra,a legstabilabb állapotra törekednek,mint a magok az előbbi példában. A neutronban a down kvark elbomlását az up kvarkká a nukleon stabilabbá válása írja elő.

De kötött állapotban levő nukleonoknak negatív az energiájúk(diszkrét az energiaspektrumuk) és attól függ,hogy a proton vagy a neutron stabilitását a teljes mag szerkezete határozza meg. Attól függ,hogy mely nukleon stabil vagy instabil,hogy a mag ezáltal a lehető legmélyebb energiállapotba jusson.

Azt nem tudom,hogy mi "hívja elő" a gyenge kölcsönhatást,hogy mikor melyik nukleon alakuljon át másik típusúvá,de valószínűleg érzékeny arra,hogy a magerő  potenciál hely szerinti második deriváltja pozitív-e vagy negatív.