È possibile che le stelle di neutroni siano elementi reali?

Man mano che sali sulla tavola periodica (più protoni), aumenta anche il rapporto tra neutroni e protoni. Siamo sicuri che non ci siano assolutamente protoni ed elettroni in una stella di neutroni o potrebbero esserci molti più neutroni che non possiamo misurare alcun protone ed elettrone? Forse allora una stella di neutroni è un nucleo di qualche elemento enorme con un neutrone: rapporto protonico superiore a quello che possiamo distinguere.

Per essere considerati un elemento, dovrebbero avere un nucleo carico positivamente. Non lo fanno. La stella di neutroni è ampiamente neutra.

Dovrebbero avere una nuvola di elettroni circostanti. Questi elettroni dovrebbero condividere "orbitali" con altri elettroni attorno ad altre stelle di neutroni vicine. Questo non succede.

Infine, su queste scale, predomina l'interazione gravitazionale. Anche se le stelle di neutroni avessero una certa carica positiva e avessero orbite attorno a loro, l'interazione con altre stelle di neutroni dipenderebbe comunque molto dalla gravità.

Infine, anche se una stella di neutroni fosse carica, non è chiaro se gli elettroni attorno a loro potrebbero effettivamente cadere in una sorta di orbitali governati dalla meccanica quantistica. Il QM tende a non accadere su una scala del genere.

In conclusione, no, sono completamente diversi dagli atomi e dai loro nuclei.

Le stelle di neutroni non devono essere considerate come un oggetto omogeneo, hanno proprietà diverse su diversi strati che dipendono, ad esempio, dalla pressione e dalla temperatura. Quindi nel nucleo al di sotto di una certa temperatura critica potresti avere protoni superconduttori (o qualsiasi barione caricato), il che significa che non troverai atomi, ma più come una zuppa di particelle libere . In conclusione, non vedo come ciò possa cadere nella definizione di un elemento chimico.

Riferimento: Neutron Stars 1: Equazione di stato e struttura. Di P. Haensel, AY Potekhin, DG

Il "materiale" che comprende la porzione di una stella di neutroni teoricamente composta principalmente da neutroni è stato chiamato "neutronium" in varie fonti, una delle quali è fantascienza.

Ho sempre trovato immaginando come questo "neutronium" sarebbe effettivamente un esercizio divertente. Tuttavia, tentare di definire questa "roba" come elemento in sé e per sé non è diverso dal compiere lo stesso tentativo di categorizzazione per una massa esclusiva di protoni o elezioni. Nessuno di questi componenti definisce singolarmente atomi o elementi.

Pensa a un neutrone come un protone + elettrone spinto al suo interno. Le stelle di neutroni sono molto simili; tutti gli elettroni che hanno incontrato un protone saranno fortemente costretti a formare un neutrone. Ciò accade perché un oggetto contenente moltissimi protoni ed elettroni è collassato al di sotto del limite di pressione della degenerazione elettronica. Presumibilmente, non c'era esattamente lo stesso numero di protoni ed elettroni prima del crollo; e una frazione di quelle particelle non ha trovato le loro controparti prima che il collasso si fermasse. È quindi del tutto possibile che una particolare stella di neutroni abbia una piccola carica positiva nel suo insieme e probabilmente contenga alcuni protoni ed elettroni (senza contare i neutroni).

Tuttavia, essendo composto da protoni, neutroni ed elettroni non fa della materia un elemento. Essere composto da protoni e neutroni non fa della materia un nucleo atomico. Le forze che tengono insieme la stella di neutroni non sono correlate alle forze che tengono insieme un nucleo atomico e anche le sue proprietà sono molto diverse.

Una nuvola di tempesta caricata positivamente potrebbe avere molti più protoni rispetto agli elettroni e non può ancora essere definita un "elemento".