Fig. 1. A la izquierda, la fuerza eléctrica separa los protones y, a la derecha, la fuerza fuerte que actúa tanto sobre los protones como sobre los neutrones dentro de un núcleo.[1]

El núcleo es el componente central y altamente denso de un átomo. Está compuesto por protones y neutrones, que se denominan colectivamente nucleones. Representa la mayor parte de la masa del átomo, pero debido a la naturaleza de los electrones y a la fuerza electromagnética que los mantiene orbitando alrededor del núcleo, sólo una pequeña parte del tamaño del átomo se atribuye al núcleo (la nube de electrones representa la mayor parte del tamaño del átomo).

Mantener el núcleo unido

Hay dos fuerzas fundamentales en el núcleo que no se observan fuera de él. Estas fuerzas se denominan creativamente fuerza fuerte y fuerza débil. La fuerza fuerte es extremadamente fuerte, de hecho es la fuerza más fuerte conocida en el universo, pero sólo actúa en distancias extremadamente pequeñas dentro del núcleo (alrededor de un fm o 10-15 m). Mantiene el núcleo unido a pesar de la intensa fuerza electromagnética que separa los protones.

La fuerza débil es unas 1.000.000 de veces más débil que la fuerza electromagnética, pero bastante más fuerte que la gravedad. Equilibra el número de protones y neutrones dentro del núcleo permitiendo la desintegración beta, que convierte protones en neutrones o neutrones en protones (dependiendo del tipo de desintegración beta).

Estas dos fuerzas permiten que se produzca el proceso de fusión nuclear, que es esencial para la vida, ya que la fusión nuclear impulsa el sol. También permiten que se produzca el proceso de fisión, que se utiliza para producir energía en los reactores nucleares. Además, estas fuerzas rigen los tipos de desintegración radiactiva que se producen. Ambas fuerzas se investigan activamente en la física.

Para saber más sobre cómo el núcleo es responsable de todos los elementos, visite la página sobre átomos aquí.

Phet: Construir un núcleo

El equipo de Energy education ha adaptado la siguiente simulación de la Universidad de Colorado. Esta simulación muestra cómo los neutrones y los protones se sitúan en los niveles de energía y forman el núcleo. El número de neutrones y protones mantiene unas proporciones determinadas para que el núcleo sea estable.

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Referencias