Elétrons e pósitrons são produzidos em reações nucleares envolvendo prótons e nêutrons. Essas reações são conhecidas pelo nome genérico de decaimento beta. Se um próton se transforma em um nêutron, é produzido um elétron ou um pósitron?
Passo 1
Beleza, aqui vai o resumo: a questão diz que um próton se transforma num nêutron e pergunta se, nesse processo, sai um elétron (e⁻) ou um pósitron (e⁺). O conteúdo envolvido é o decaimento beta e, pra resolver, precisamos usar as leis de conservação de carga elétrica e de número leptônico.
Passo 2
Vamos olhar a conservação de carga elétrica.
- Um próton tem carga
(em unidades da carga elementar), - Um nêutron tem carga
.
Quando o próton vira nêutron, perdemos
de carga. Para manter tudo certinho, o que vier junto precisa “compensar” essa carga que sumiu. Se fosse um elétron, que tem carga
, não resolveria—isso deixaria a conta em
! Já o pósitron tem carga
. Aí sim,
Passo 3
Só por questões de completude: em todo decaimento beta também rola conservação de número leptônico.
- Prótons e nêutrons são férmions de tipo “bárion” (número leptônico zero).
- O pósitron é um leptão com número leptônico
.
Então, para manter o número leptônico total em zero, aparece junto um neutrino eletrônico (), que tem número leptônico . O esquema completo do decaimento é
Resposta
Sai um pósitron (
).