Posición de los protones y neutrones en un núcleo

Question

Según el artículo de Wikipedia sobre el núcleo atómico, con subtítulos en una impresión de un átomo de helio, los estados que

Esta imagen muestra las partículas de forma separada, mientras que en un átomo de helio, los protones se superponen en el espacio y lo más probable es encontrado en el centro mismo del núcleo, y lo mismo es cierto de las dos neutrones. Por lo tanto, todos los cuatro son las partículas más probable encontrar en exactamente el mismo espacio, en el punto central.

¿Cómo es esto posible? No se violen Pauli del principio de exclusión?

Answer 1

Esto no viola el principio de exclusión debido a que el principio de exclusión de sólo establece que no puede haber más de un fermión en la misma mecánica cuántica estado. En el caso de dos protones y dos neutrones, las diferentes especies de la partícula no excluye a la otra, para empezar (porque un neutrón estado es diferente a la de un protón del estado).

Además, que tienen la misma expectativa de valor de posición no quiere decir que ellos están en el mismo estado. Los estados pueden coincidir con la expectativa de los valores de algunas variables observables, pero no para otros. En este caso específico, los estados probable que se diferencian por su spin (un protón/neutrón tiene un "giro" y el otro "giro").

Answer 2

Principio de exclusión de Pauli establece que dos fermiones no pueden ocupar el exacto mismo estado del quántum simultáneamente. Dos fermios pueden tener wavefunctions espaciales que se superponen con valores distinto de cero en lugares comunes. Eso está bien, el punto es que los wavefunctions espaciales todo (junto con Estados de spin) no puede ser el mismo para ambas partículas.

Answer 3

Así, todas las cuatro partículas son probablemente en exactamente el mismo espacio, en el punto central.

Esto no parece decir que las partículas se superponen completamente. Esto Estados que las funciones de la onda de todas las partículas estén centradas alrededor de un punto central común. Principio de Pauli no prohíbe.