En un $\alpha$ ¿permanecen los 4 nucleones distintos de manera significativa, o se considera más bien un hadrón compuesto por 12 quarks de valencia que no se subdividen en nucleones?
Supongo que la respuesta es similar para $^2$ H $^3$ H y $^3$ Él. Para los núcleos más pesados, la exclusión de Pauli parece forzar algún tipo de estructura interna.
Definitivamente 4 nucleones distintos. Nunca se han observado combinaciones de más de 4 quarks. La existencia de tetraquarks está bastante confirmada [1]: el llamado Z(4430) cuyo contenido de quarks es $c\bar{c}d\bar{u}$ . El siguiente candidato más ligero, el pentaquark, ha sido considerado pero la conclusión actual es que no existe. Así que ¡12 quarks!
Es interesante observar que el tetraquark mencionado anteriormente es más pesado que un $\alpha$ (4,4 frente a 3,7 GeV/c $^2$ ). Las resonancias putativas de los pentaquarks tienen masas alrededor de 4,4 GeV/c $^2$ también. Así, incluso sin todas las evidencias proporcionadas por un siglo de física nuclear que apuntan al hecho de que $\alpha$ están hechas de nucleones, claramente un dodecaquark sería demasiado pesado
Los investigadores del LHC creen haber encontrado pruebas de pentaquarks[1]. Pero estoy de acuerdo en que es un largo alcance pasar de los pentaquarks a los dodecaquarks. [1]: arxiv.org/abs/1507.03414
Sí, estoy de acuerdo en que un pentaquark es el modelo más atractivo para esta resonancia observada. Todas las demás alternativas, entre ellas un estado molecular ligado entre un barión y un mesón, tienen problemas. Pero se trata de una sola medición en un solo canal: ¡espera y verás!
Los análogos de los núcleos ligeros con quarks distintos de u o d existen, se llaman hipernúcleos. No veo ninguna prueba real en esta respuesta sobre si los (hiper)núcleos ligeros son una sopa de quarks o tienen una subestructura nucleónica.
Según este enlace la unión de los quarks en los protones y neutrones es mucho más fuerte que el derrame de las fuerzas de color, la fuerza nuclear, combinándose en la partícula alfa.
La estructura de las partículas alfa puede considerarse casi cristalina. Las secciones sobre los "Pasos del deuterón y del alfa" ilustran cómo la progresión de los núcleos estables puede visualizarse como la construcción del deuterón o del alfa. La tabla de elementos estables muestra una construcción similar a la que crearía un polímero orgánico de cadena larga o el patrón de deposición de un subestrato cristalino. El patrón de los núclidos estables es indicativo del llenado de subconjuntos cristalinos, así como de la construcción de un conjunto cristalino mayor. Esta afirmación quedará más clara a medida que se avance.
Así que no, los núcleos se mantienen unidos por la fuerzas de color residuales entre protones y neutrones, modelado con intercambio de piones.
Curiosamente, esa descripción hace que el alfa esté compuesto por dos pares de PN, lo que le confiere una estructura más compleja que la de sólo 4 nucleones.
Unclear2nuclear no es una fuente fiable. Promueve una teoría personal de "bola y palo" según la cual los nucleones individuales son triángulos rígidos de quarks, y los nucleones vecinos están conectados por enlaces entre quarks individuales... Incluso si alguna parte de esto fuera cierta (recuerda cualitativamente a la teoría del skyrmion de los núcleos), es muy improbable que la imagen global sea cierta. No tiene ninguna conexión con la QCD, los autores no calculan nada, es una conjetura total.
@MitchellPorter bastante justo. Tienes un enlace en el que los intercambios de piones sean calculados por la QCD?
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Dado que las reacciones nucleares, ya sean de H, D, T, $^{3}$ Él, $^{4}$ El, u otros núcleos pueden ser tratados con las mismas herramientas (diagramas de nivel de energía nuclear para uno), es bastante claro que son 4 nucleones.
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Sospecho que la respuesta literal a su pregunta puede ser "sí". Es decir, sospecho que se podría aplicar con sentido cualquiera de los dos modelos, y (después de resolver todas las interacciones QCD no triviales entre los quarks) obtener esencialmente los mismos resultados. Pero, de nuevo, no soy realmente un físico nuclear, así que esto es sólo una suposición semi-educada.
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Bastante cerca de un duplicado de physics.stackexchange.com/q/310820 (exacto, salvo que se podría argumentar que los alfas son especiales) y relacionado con physics.stackexchange.com/q/13581 y physics.stackexchange.com/q/171037 y posiblemente otros.