Википедия говорит, что вся материя должна распадаться на железо-56. Но также говорится, что никель-62 является самым стабильным ядром.
Так может ли это означать, что в далеком будущем все может (через квантовое туннелирование) слиться и/или распасться на никель-62, а не на железо-56?
Вопрос, вдохновленный интересным комментарием, сделанным здесь: http://www.quora.com/Do-atoms-ever-deteriorate-over-time/answer/Alex-K-Chen/comment/574730
Кривая энергии связи, опять же в Википедии, показывает, что железо имеет наименьшую энергию связи на нуклон. Хотя в таблице указано следующее:
56Fe имеет наименьшую удельную нуклонную массу из четырех нуклидов, перечисленных в этой таблице, но это не означает, что это самый прочно связанный атом на адрон, если только выбор начальных адронов не является полностью свободным. Железо высвобождает наибольшую энергию, если любые 56 нуклонов могут построить нуклид, заменяя один на другой при необходимости. Самая высокая энергия связи на адрон, при этом адроны начинаются с того же количества протонов Z и общего количества нуклонов A, что и в связанном ядре. , это 62Ni. Таким образом, истинное абсолютное значение полной энергии связи ядра зависит от того, из чего нам позволено построить ядро. Если бы все ядра с массовым числом A можно было бы построить из нейтронов A, то Fe-56 выделял бы наибольшую энергию на нуклон, поскольку в нем больше протонов, чем в Ni-62. Однако,
Видно, что существует свобода действий при построении моделей в сценариях конца вселенной. Существует так много предположений о временных линиях. Наблюдения говорят нам, что Ni-62 не так много, а Fe есть. Кажется, что в череде взрывов сверхновых побеждает железо; согласно приведенной выше цитате, это означало бы, что важно именно количество нуклонов, а заряды статистически располагаются сами собой.
В любом случае, в постоянно расширяющейся Вселенной со стабильным протоном трудно понять, как расширяющиеся газы гелия и водорода могут туннелировать во что-либо по мере их расширения, так что «вся материя» в конечном итоге превратится в атомы железа или никеля.
Не беспокойтесь, протон в любом случае распадется согласно большинству современных моделей физики элементарных частиц.
Для получения Ni62 требуется производство ядер тяжелее Fe56. Проблема в том, что эти элементы с железным пиком в основном производятся в реакциях быстрого нуклеосинтеза в центрах звезд (либо массивных звезд, либо сверхновых типа Ia). Элементы с железным пиком производятся в ядерном статистическом равновесии путем сжигания кремния. Быстрые реакции альфа-захвата конкурируют с фоторасщеплением и могут успешно образовывать ядра до Ni56 включительно. Для получения более стабильных изотопов с затем требуются слабые изменения вкуса, чтобы превратить протоны в нейтроны.
За пределами этого Ni56 существует блокировка дальнейшего альфа-захвата. Zn60 и Ge64 имеют меньшую энергию связи и, кроме того, кулоновский барьер альфа-захвата выше. При более высоких температурах, необходимых для запуска этих реакций синтеза, фоторасщепление способно разрушить ядра быстрее, чем они могут образоваться.
Таким образом, даже несмотря на то, что он имеет (незначительно) большую энергию связи на нуклон, путь образования Ni62 во Вселенной не является предпочтительным. Вместо этого мы получаем много Fe56, который производится двумя захватами электронов на Ni56 в областях с высокой плотностью или распадом позитронов через Co56 (например, в выброшенных оболочках сверхновых).
пользователь4552