El término p-proceso ( p de protón ) se utiliza de dos maneras en la literatura científica en relación con el origen astrofísico de los elementos ( nucleosíntesis ). Originalmente se refería a un proceso de captura de protones que se propuso como la fuente de ciertos isótopos deficientes en neutrones, de origen natural, de los elementos desde el selenio hasta el mercurio . [1] [2] Estos nucleidos se denominan p-núcleos y su origen aún no se entiende por completo. Aunque se demostró que el proceso sugerido originalmente no puede producir los p-núcleos, más tarde el término p-proceso se utilizó a veces para referirse en general a cualquier proceso de nucleosíntesis que se suponía que era responsable de los p-núcleos. [3]
A menudo se confunden ambos significados, por lo que la literatura científica reciente sugiere utilizar el término p-proceso solo para el proceso de captura de protones propiamente dicho, como es habitual con otros procesos de nucleosíntesis en astrofísica. [4]
Los nucleidos ricos en protones se pueden producir añadiendo uno o más protones a un núcleo atómico . Esta reacción nuclear de tipo (p,γ) se denomina reacción de captura de protones . Al añadir un protón a un núcleo, el elemento cambia porque el elemento químico se define por el número de protones de un núcleo. Al mismo tiempo, se cambia la relación de protones a neutrones , lo que da como resultado un isótopo más deficiente en neutrones del siguiente elemento. Esto condujo a la idea original para la producción de núcleos p: los protones libres (los núcleos de los átomos de hidrógeno están presentes en los plasmas estelares ) deben capturarse en núcleos pesados ( núcleos semilla ) también presentes en el plasma estelar (previamente producidos en el proceso s y/o el proceso r ). [1] [2]
Tales capturas de protones sobre nucleidos estables (o casi estables), sin embargo, no son muy eficientes para producir p-núcleos, especialmente los más pesados, porque la carga eléctrica aumenta con cada protón añadido, lo que lleva a una mayor repulsión del siguiente protón que se añada, según la ley de Coulomb . En el contexto de las reacciones nucleares esto se llama barrera de Coulomb . Cuanto más alta sea la barrera de Coulomb, más energía cinética requiere un protón para acercarse a un núcleo y ser capturado por este. La energía media de los protones disponibles viene dada por la temperatura del plasma estelar. Incluso si esta temperatura pudiera aumentarse arbitrariamente (lo que no es el caso en entornos estelares), los protones se eliminarían más rápido de un núcleo por fotodesintegración de lo que podrían capturarse a alta temperatura. Una posible alternativa sería tener una cantidad muy grande de protones disponibles para aumentar el número efectivo de capturas de protones por segundo sin tener que elevar demasiado la temperatura. Sin embargo, estas condiciones no se encuentran en las supernovas de colapso de núcleo , que se supone que son el sitio del proceso p. [3] [4]
Las capturas de protones a densidades de protones extremadamente altas se denominan procesos de captura rápida de protones . Se diferencian del proceso p no solo por la alta densidad de protones requerida, sino también por el hecho de que están involucrados radionucleidos de vida muy corta y la ruta de reacción se encuentra cerca de la línea de goteo de protones . Los procesos de captura rápida de protones son el proceso rp , el proceso νp y el proceso pn .
El término "proceso p" fue propuesto originalmente en el famoso artículo B 2 FH en 1957. Los autores asumieron que este proceso era el único responsable de los núcleos p y propusieron que ocurre en la capa de hidrógeno (ver también evolución estelar ) de una estrella que explota como una supernova de tipo II . [1] Más tarde se demostró que las condiciones requeridas no se encuentran en tales supernovas. [5]
Al mismo tiempo que B 2 FH, Alastair Cameron se dio cuenta de la necesidad de añadir otro proceso de nucleosíntesis a la nucleosíntesis por captura de neutrones , pero simplemente mencionó las capturas de protones sin asignarle un nombre especial al proceso. También pensó en alternativas, por ejemplo, la fotodesintegración (hoy llamada proceso γ ) o una combinación del proceso p y la fotodesintegración. [2]
