Poseo un dispositivo que puede anular la Fuerza Nuclear Fuerte en una corta distancia. Yo uso este dispositivo en una esfera de hierro de 1 kg. ¿Lo que sucederá?

Answer 1

Debido a que su escenario es tan teórico, la pregunta no se puede responder sin una información adicional: ¿Su dispositivo también anula la energía de enlace? Considere: es la liberación de esa energía de unión entre los nucleones lo que da el poder a la energía atómica / bombas.

Si no se liberara esta energía, entonces los hadrones (dado que el SNF solo afecta a cosas hechas de quarks como protones y neutrones) serían repelidos solo por la fuerza de la fuerza de Coulomb entre ellos. Recuerdo una historia corta de Larry Niven (posiblemente en “Neutron Star”) donde se encontró un arma Esclava que suprimió temporalmente la carga en el electrón. Todo lo que apuntaste con el arma se desmoronó en polvo monoatómico. En la práctica, creo que la reacción sería bastante más enérgica. No voy a calcular eso.

Sigamos con lo que creo que quiere decir: que en su lugar desea calcular la energía de unión nuclear total de 1 kg de hierro:

1 kg de hierro = 18 moles o 1.078 x 10 ^ 25 átomos.

Ahora el hierro tiene cuatro isótopos, y el hierro común es 92% de hierro 56. Simplificaremos asumiendo que nuestra muestra es todo hierro 56: 26 protones y 30 neutrones.

Curiosamente, este isótopo tiene una de las energías de unión más altas por nucleón (lo que significa que es uno de los núcleos más difíciles de desmontar, una de las razones por las cuales las estrellas no pueden fusionar el hierro antes de convertirse en supernova): 492253.892 ± 1.356 keV

La matemática se complica, pero eventualmente llegamos a una energía de enlace de 8.8MeV por nucleón. Otra conversión a saber es que un Volt de Electrón es 1.6 x 10 ^ -19 Julios. 8.8MeV es por lo tanto 1.41 x 10 ^ -12 Julios

56 nucleones X 1.078 × 10 ^ 25 átomos X 1.41 x 10 ^ -12

Esto es 8.51 X 10 ^ 14 Julios. Casi lo mismo que 203 Kilotons de TNT. Todo de una esfera de hierro que mide unos 6,2 cm de diámetro.

Admito libremente que mi física atómica puede estar oxidada y este número podría estar fuera. ¿Nadie?

Answer 2

Si posee dicho dispositivo, no lo haga.

La fuerza nuclear residual fuerte es la fuerza que contrarresta la repulsión electrostática que existe entre los protones en el núcleo de los átomos y une los nucleones.

Sin embargo, la fuerza fuerte residual no es mi principal preocupación. La fuerza fuerte une a los quarks dentro de los hadrones, pero lo hace de una manera muy diferente a la fuerza fuerte residual que une a los nucleones.

Tras la fisión, se libera gran parte de la energía de unión nuclear de un elemento masivo. La energía de unión del núcleo suele ser una pequeña fracción de la masa nuclear (por ejemplo, la energía de unión liberada por la fisión de un núcleo de uranio-235 (211 MeV) es aproximadamente una décima parte de la masa total en reposo (220 GeV) del núcleo).

Como señalé, esta energía de unión nuclear es el resultado de la fuerza fuerte residual. Sin embargo, la fuerza fuerte que opera dentro de los hadrones no sigue este patrón. En lugar de que el 99% de la masa en reposo provenga de la masa de la partícula, el 99% de la masa en reposo de un hadron (como un protón o neutrón) proviene de la energía de unión de sus quarks compuestos.

¿Qué significa esto?

Cuando desacoplas la fuerza fuerte que une a estos nucleones, el 99% de la masa de cada hadron se convierte inmediatamente en energía. Esta energía es absolutamente colosal, casi tan cerca de la conversión completa de materia-energía como se puede obtener sin pares de antipartículas.

¿Recuerdas el 211 MeV liberado por la dispersión de la energía de unión de un átomo de uranio?

Cada protón y neutrón dentro de ese átomo, al ser ‘apagada’ la fuerza fuerte dispersará 928 MeV. Al sumar los 235 hadrones en el núcleo, el átomo completo liberará energía equivalente a 218,000 MeV, un aumento de 1,000x sobre la reacción de fisión. La energía liberada sería aproximadamente 3,84 x 10 ^ 17 julios, o aproximadamente la misma cantidad liberada por la detonación de la bomba del zar (un dispositivo nuclear de 50 megatones). Este cálculo * no * incluye los efectos de la fuerza fuerte residual (que también está desacoplada por el dispositivo), ni la energía potencial eléctrica disipada por los protones en el núcleo. Solo considera la energía de unión del quark dentro de los nucleones.

Nuevamente, por favor abstenerse de emplear su desacoplador de fuerza nuclear fuerte cerca de cualquier planeta habitable.

EDITAR: También preguntaste sobre las otras fuerzas que se desconectan.

Gravedad: nada. Nadie se da cuenta. No pasa nada. Si pudieras apagar la gravedad a una escala muy grande, podrías hacer una diferencia notable (kilotones de masa), pero una esfera de hierro con una masa de 1 kg no se verá notablemente afectada por la ausencia de gravedad.

Electromagnetismo (EM): la esfera de hierro está realmente unida por enlaces covalentes electromagnéticos entre los átomos. Además, los electrones están unidos a los núcleos de hierro por EM. Al instante, el hierro comenzaría a comportarse como un sólido atómico. Los átomos cargados positivamente no se separan, porque ya no están cargados positivamente. Los electrones libres (de los cuales hay muchos) no emiten radiación, porque ya no están cargados. (Lo que plantea la interesante pregunta de qué es exactamente un electrón sin carga, pero eso excede el conocimiento actual de la física de partículas). Toda la masa de hierro se disocia en átomos libres y cae al suelo.

El efecto más interesante es lo que sucede dentro del núcleo cuando se apaga la repulsión electrostática entre protones. Recuerde que el potencial eléctrico extremadamente alto alcanzado dentro del núcleo solo está limitado por la Fuerza Residual Fuerte. Me parece que en su ausencia habría algún tipo de magia de fuerza fuerte muy extraña dentro de los núcleos. Es un poco difícil responder a esta pregunta, porque ciertos procesos cromodinámicos requieren conservación de carga para funcionar (es decir, la misma carga hacia adentro y hacia afuera) y dependen de la carga de las partículas involucradas, pero me inclino a creer que los protones y los neutrones se comportarían. de una manera extremadamente extraña sin repulsión electrostática que contrarreste el RSF, tal vez convirtiendo el núcleo en un n-quark (donde n es 3 veces el número de hadrones en el núcleo) o varios (ny) -quarks. Es realmente desordenado porque la carga está unida dentro de los quarks, pero se necesita un confinamiento muy estrecho o energías muy altas para acceder a ellos (a lo que un núcleo no unido por EM podría tener acceso).

Fuerza débil: el hierro es estable, por lo que la fuerza débil no tiene ningún efecto sobre él.

Answer 3

Si realmente posee este dispositivo, no lo pruebe porque ninguna fuerza fuerte significa que no hay nada más que la gravedad, que es demasiado débil para mantener unidos a los átomos. Los átomos se desmoronarían y se difundirían en el aire donde la máquina estaría fuera del rango f y se unirían con los átomos en el viaje aéreo formando isótopos inestables y mortales. Estos pueden ser de larga o corta duración, por lo que deben estar en un contenedor para que no muera. Si se lanzó hay dos posibilidades. Causaría una reacción en cadena en el aire, matando a todos en el planeta o simplemente se quedaría allí por un tiempo antes de descomponerse.

Editar: gracias a todos por todas las vistas y las actualizaciones. Nunca pensé que obtendría estos números, así que gracias por todo el apoyo.

Answer 4

Una explosión atómica. En un átomo normal, los protones se mantienen unidos por la fuerza fuerte. Si lo quitas, las cargas eléctricas alejan todo. Lo que terminas teniendo es una explosión atómica, al igual que la fisión, pero sin requerir un impacto inicial de un neutrón.

Answer 5

Los protones en los núcleos de hierro se separarán a una velocidad muy alta. La fuerza nuclear fuerte es solo un poco más fuerte que las fuerzas electrostáticas a esa escala: los núcleos con más protones que hierro son inestables. La fuerza repulsiva electrostática entre protones en un núcleo es del orden de toneladas. Eso está dentro de cada núcleo! La cantidad de energía liberada será enorme.

Answer 6

La persona que publicó esta pregunta no comprende la naturaleza de las fuerzas nucleares. No pueden ser “eliminados” por dispositivos externos como él dice. Este es otro ejemplo de ciencia falsa y pseudocientíficos irracionales.