Densité nucléaire

^La densité nucléaire est la densité du noyau d'un atome . Pour les noyaux lourds, elle est proche de la densité de saturation nucléaire nucléons / fm3 , ce qui minimise la densité énergétique d'une matière nucléaire infinie . La densité massique de saturation nucléaire est donc de kg/m3 ^, où m _u est la constante de masse atomique . Le terme descriptif densité nucléaire est également appliqué à des situations où des densités tout aussi élevées se produisent, comme dans les étoiles à neutrons .

La densité nucléaire d'un noyau typique peut être calculée approximativement à partir de la taille du noyau , qui peut elle-même être estimée en fonction du nombre de protons et de neutrons qu'il contient. Le rayon d'un noyau typique, en termes de nombre de nucléons , est où est le nombre de masse et est de 1,25 fm , avec des écarts typiques allant jusqu'à 0,2 fm par rapport à cette valeur. La densité numérique du noyau est donc :

La densité de tout noyau typique, en termes de nombre de masse, est donc constante, indépendamment de A ou R , théoriquement :

La valeur déterminée expérimentalement pour la densité de saturation nucléaire est

La masse volumique ρ est le produit de la masse volumique n par la masse de la particule. La masse volumique calculée, en utilisant une masse de nucléon de m _n = 1,67 × 10 ⁻²⁷ kg, est donc :

ou

Les composants d'un atome et d'un noyau ont des densités différentes. Le proton n'est pas une particule fondamentale, car il est composé de matière quark-gluon . Sa taille est d'environ 10 ⁻¹⁵ mètres et sa densité de 10 ¹⁸ kg/m ³ . Le terme descriptif de densité nucléaire est également appliqué à des situations où des densités tout aussi élevées se produisent, comme dans les étoiles à neutrons .

En utilisant la diffusion inélastique profonde , il a été estimé que la « taille » d'un électron , s'il ne s'agit pas d'une particule ponctuelle , doit être inférieure à 10 ⁻¹⁷ mètres. Cela correspondrait à une densité d'environ 10 ²¹ kg/m ³ .

Il existe des possibilités de densités encore plus élevées en ce qui concerne la matière quarkique . Dans un avenir proche, les densités les plus élevées mesurables expérimentalement seront probablement limitées aux leptons et aux quarks .