Что происходит в течение 15 минут, необходимых для распада нейтрона?

Я читал, что свободные нейтроны распадаются на протон, электрон и нейтрино со средней продолжительностью жизни около 15 минут. Есть ли что-то физически отличное в нейтроне, который существует 14 минут, и нейтроне, который существует только одну минуту? Вызывает ли распад случайное внешнее событие или что-то внутри нейтрона медленно распадается?

Если вам нравится этот вопрос, вы также можете прочитать этот пост .

Ответы (4)

  1. Нейтрон распадается на протон, электрон и электронное антинейтрино . Должен сохраняться не только электрический заряд, но и (электронное) лептонное число (я не очень уверен в этом утверждении). Короче говоря: вы начинаете и должны закончить с 1 частицей материи (антиматерия считается -1).

  2. Среднее время ≠ период полураспада. Подробнее в википедии .

  3. Физически нет никакой разницы между 14-минутным нейтроном и свежим нейтроном. Оба в конце концов сгниют. Если бы вы наблюдали за нейтроном в течение 14 минут, а затем начали наблюдать за другим, то более старый, скорее всего, распался бы первым. Если бы вы начали наблюдать два нейтрона через 14 минут, оба распадались бы с одинаковой вероятностью. Почему? Потому что нейтроны неразличимы. Нельзя сказать, кто старше. По сути, нейтроны не стареют со временем. Также распад является чисто случайным и не зависит от прошлого нейтрона.

    Противоположное для людей. Конечно, 80-летний человек умрет первым с гораздо большей вероятностью, чем ребенок. Но что вы можете сказать о двух людях, если вы ничего о них не знаете?

  4. Нет никакого триггера для распада. Внутреннее ни внешнее. Но есть, конечно, и физические причины распада. Один из них заключается в том, что нейтроны немного тяжелее протонов и поэтому распадаются до более низкого энергетического состояния ( Е знак равно м с 2 ). Почему нейтроны тяжелее, я не знаю. Но и на это есть причины. И это не потому, что ты а также г кварки имеют разный вес. Масса кварков составляет лишь малую часть массы нейтрона и протона.

Спасибо за указание на то, что средний срок службы и период полураспада не совпадают.
«Если бы вы наблюдали за нейтроном в течение 14 минут, а затем начали бы наблюдать за другим, более старый, скорее всего, распался бы первым». Не уверен, что вы имеете в виду здесь. Остальное выглядит хорошо, включая сохранение лептонного числа.
Это хороший ответ, и он идеально соответствует потребностям ОП. Однако технически 3. неверно. Нейтрон, подготовленный в момент времени t=0, будет в момент времени t находиться в состоянии | н ⟩ ( т ) знак равно опыт ⁡ ( − λ т ) | н ⟩ + ( 1 − опыт ⁡ ( − λ т ) ) | п + е − + ν ¯ е ⟩
@Jannick Вы должны извлечь квадратный корень из этих коэффициентов.
@JG Вы совершенно правы.

Квантово-механическое описание процесса дает вам вероятности для всех возможных событий, и 15 минут являются средним временем жизни для этого процесса. Это случайно, и у вас нет никаких гарантий, за исключением того, что средний результат будет сходиться с распределением вероятностей, если вы позволите многим нейтронам распасться. «Нет необходимости говорить о чем-то внутреннем, происходящем» по-другому, чтобы получить две разные возможности: 14 и 15 минут. И нет никакой разницы между нейтроном, который распадается через 14 минут, и нейтроном, который распадается через 15 минут, в отличие от последнего, распадающегося на 1 минуту позже.

Понизьте голос, потому что вы не искали фактический период полураспада нейтронов и потому что ваше обсуждение вероятности написано не на уровне понимания, продемонстрированном ОП.
@AdamRedwine: Спасибо, Адам. На самом деле я сделал и то, и другое, я взглянул на профиль OP и проверил статью в вики , где они утверждают, что связанные нейтроны в стабильных ядрах стабильны, свободные нейтроны нестабильны; они подвергаются бета-распаду со средним временем жизни чуть менее 15 минут (881,5 ± 1,5 с).
Я уберу минус из-за ссылки. Я все еще думаю, что язык и объяснение нуждаются в прояснении.
@AdamRedwine: Вы можете отредактировать его, если он слишком сложный.

Я думаю, вы неправильно понимаете, что подразумевается под периодом полураспада. Когда вы начинаете описывать квантовую механику (а ядерный распад — фундаментально квантовомеханическое событие), вы должны включать статистику. Период полураспада — это время, за которое в среднем распадается половина большого количества идентичных образцов. Когда кто-то говорит, что период полураспада нейтрона составляет 10,4 минуты , они имеют в виду, что для любого случайного нейтрона, если вы подождете 10,4 минуты, есть 50% вероятность того, что нейтрон распадется за это время.

Существует вероятность того, что нейтрон возрастом в одну минуту подвергнется бета-распаду. Вероятность очень мала, но он может распасться до 14-минутного нейтрона. Я думаю, что это отвечает на вопрос, есть ли у нейтрона прошлое до его распада, и ответ отрицательный. Это то, как фотон зависит от наблюдения за событием.

Что означает ваша последняя фраза?
Это неправильно. Если я подготовлю нейтрон вовремя т знак равно 0 , подождите 14 минут, убедитесь, что он не распался, и подготовьте в это время новый нейтрон, тогда оба нейтрона с одинаковой вероятностью распадутся в течение следующей минуты (и, конечно, в течение любого последующего промежутка времени).
Что происходит в течение 15 минут, необходимых для распада нейтрона?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v