El Deuterón

El deuterón, compuesto por un protón y un neutrón, es una partícula estable. Como átomo, se llama deuterio y como isótopo del hidrógeno, tiene una abundancia de 1,5 x 10^-4, comparada con el 0,99985 del hidrógeno ordinario. Su estabilidad es notable ya que un neutrón libre es inestable, sufriendo el decaimiento beta con una semi-vida de 10,3 minutos. La energía de enlace medida en el deuterón es de 2,2 MeV.

Si el neutrón en el deuterón fuera a decaer para formar un protón, un electrón y un antineutrino, las energías de masa combinada de estas partículas sería

Pero la masa del deuterón es 1875,6 MeV, lo que implica que desde el punto de vista energético, es estable contra tal decaimiento. El neutrón libre en el decaimiento beta, produce una energía de 0,78 MeV, pero la energía de enlace del deuterón de 2,2 MeV evita su decaimiento.

La estabilidad del deuterón es una parte importante en la historia del universo. En el modelo del Big Bang se presume que en las primeras etapas había igual número de neutrones y protones, ya que las energías disponibles eran mucho más altas, que los 0,78 MeV requeridos para convertir un protón y un electrón en un neutrón. Cuando la temperatura descendió hasta el punto donde los neutrones ya no podían ser producidos a partir de protones, el decaimiento de neutrones libres comenzó a disminuir su población. Aquellos que se combinaron con protones para formar deuterones, fueron protegidos de futuros decaimientos. Esto es una suerte para nosotros, porque si todos los neutrones hubieran decaído, no habría un universo tal como lo conocemos, y ¡no estaríamos aquí!