Confusión en la desintegración de positrones

Question

Como sabemos, en una desintegración de positrones, por la participación de las fuerzas débiles, un protón se convierte en un neutrón, emitiendo un neutrino y un positrón, todo esto ocurre dentro del núcleo.

1. ¿Por qué el positrón emitido, al salir del núcleo y pasar por la nube de electrones, no anhila un electrón?

2. Ahora, el nuevo núcleo tiene un protón menos y un neutrón más. ¿Seguirá el átomo siendo eléctricamente neutro? Si es así, entonces el total de protones debe ser igual a los electrones, ya que un protón se reduce en la interacción, un electrón también debe reducirse, ¿a dónde va este electrón?

3. Además, mi profesor me dijo que algunos núcleos que no son "suficientemente inestables" no pueden sufrir desintegración de positrones. En su lugar, sufren la captura de electrones K. ¿Cuál es la condición necesaria para la desintegración del positrón? ¿Y por qué un electrón es "capturado" por el núcleo? ¿Existe una fuerza/interacción responsable de ello?

Answer 1

¿Por qué el positrón emitido, al salir del núcleo y pasar por la nube de electrones, no anhila un electrón?

Podría, si se dispersara en uno, pero la probabilidad es baja, porque los electrones están en orbitales alrededor del núcleo, contables, y hay mucho espacio vacío.

Ahora, el nuevo núcleo tiene un protón menos y un neutrón más. ¿Seguirá el átomo siendo eléctricamente neutro? Si es así, entonces el total de protones debe ser igual a los electrones, ya que un protón se reduce en la interacción, un electrón también debe reducirse, ¿a dónde va este electrón?

El átomo será un ion negativo, y dependiendo del material, (gas, sólido, líquido) perderá un electrón a los alrededores.

Además, mi profesor me dijo que algunos núcleos que no son "suficientemente inestables" no pueden sufrir desintegración de positrones.

"Suficientemente inestable" significa que hay niveles de energía más bajos para el núcleo, pero la energía no es suficiente para generar un positrón. Así,

En cambio, sufren la captura de electrones K. ¿Cuál es la condición necesaria para la desintegración del positrón?

Suficiente energía de transición entre estados para generar la masa del positrón.

¿Y por qué un electrón es "capturado" por el núcleo? ¿Existe una fuerza/interacción responsable de ello?

Si se mira el orbitales del electrón s, los orbitales S ( momento angular cero) tienen una probabilidad de estar en el núcleo. Dependiendo de los potenciales, su función de onda se solapará con la función de onda de un quark dentro de los núcleos, y la interacción débil permitirá que se produzca la captura.