0015. Come mai il neutrone nei nuclei non decade come quando è isolato?

 Ho letto che l'interazione debole è la causa del decadimento del neutrone, con una vita media di circa 1000 secondi. Come possono allora esistere i neutroni dei nuclei? (Prospero Bene)

Quando si dice che un tipo di interazione causa una reazione, cioè un evento in cui da una o più particelle nello stato iniziale si ottengono una o più particelle nello stato finale, si ammette implicitamente che le particelle finali esistano rispettando le leggi di conservazione dell' energia, dell' impulso ed altre. Nel decadimento di un neutrone libero la somma delle masse dei prodotti finali è minore della massa del neutrone, quindi l' interazione debole può "rompere" un neutrone e la differenza di massa corrisponderà all' energia cinetica dei frammenti; il decadimento avviene imboccando una delle tante strade in cui si può suddividere questa energia fra i prodotti finali, rispettando anche la conservazione dell' impulso. Nel decadimento di un neutrone legato a un nucleo e' necessario che il protone finale abbia una collocazione all' interno del nucleo stesso, o che abbia abbastanza energia per vincere il legame nucleare: molto spesso nessuno dei due casi si verifica, e le particelle prodotte dell' interazione debole non hanno una strada per 'uscire' dal neutrone, quindi il neutrone e il nucleo sono stabili. Talvolta esiste, fra tante, una strada che permette al protone di 'uscire', e quindi il decadimento avviene ma poiche' e' molto raro imboccare la strada giusta la vita media del neutrone nel nucleo e' molto più lunga che per il neutrone libero.

Piero Patteri - Fisico