¿Cómo puede ser negativo el radio de un neutrón desnudo?

Question

Este tabla interactiva de nucleidos muestra que el radio de un neutrón desnudo es -0,1149 fm (femtómetros). ¿Cómo puede ser ese radio negativo ?

La página utiliza el clic interactivo del ratón, por lo que he incluido una captura de pantalla con la información de los neutrones en la parte inferior. El radio está marcado en rojo.

Para acceder a la información sobre los neutrones, haga clic en el cuadrado inferior del gráfico.

Además, puede seleccionar el código de colores con el menú desplegable de la derecha, y elegir "radio (fm)". Tenga en cuenta que sólo el neutrón desnudo tiene un radio negativo, según esta página.

Answer 1

Si se compara con otra fuente, como el datos de neutrones del Grupo de Datos de Partículas En el caso de los productos de la industria de la construcción, encontrará que lo que se llama R en su fuente es lo que el folleto del PDG denomina "radio de carga cuadrático medio" (véase la página 5 del PDF).

Ahora el signo negativo para el radio de carga es sólo una convención que se utiliza cuando se trata del neutrón, que es una partícula sin carga. El correspondiente Artículo de Wikipedia estados:

En [el caso de una partícula con carga eléctrica neta cero], el cuadrado del radio de carga de la partícula es definido como negativo, con el mismo valor absoluto con unidades de longitud al cuadrado igual al radio de carga positivo al cuadrado que habría tenido si fuera idéntica en todos los demás aspectos, pero cada quark de la partícula tuviera la carga eléctrica opuesta (...)

La partícula más conocida con un radio de carga negativo al cuadrado es el neutrón. (...)

Answer 2

La tabla se refiere al radio de carga eléctrica, que puede ser tanto negativo como positivo, dependiendo de la distribución de la carga. La razón por la que nos centramos en el radio de carga en lugar de (por ejemplo) el radio de bariones es porque el radio de carga eléctrica se puede medir en la dispersión de electrones, mientras que el radio de carga de bariones no se puede medir directamente.

El hecho de que el radio de carga del neutrón sea negativo significa que podemos imaginar el neutrón como un núcleo cargado positivamente rodeado por una corona cargada negativamente. Una explicación sencilla de este hecho viene dada por la idea de que, desde el punto de vista de la mecánica cuántica, el neutrón fluctúa a veces en un protón y un pión cargado negativamente. El protón es pesado y forma un núcleo cargado positivamente, mientras que el pión es ligero y forma una nube. Nótese que el neutrón también puede fluctuar en una resonancia Delta cargada negativamente y un pión cargado positivamente, pero este proceso es menos probable porque la resonancia Delta es pesada.