Я пытаюсь понять физическую основу периода полураспада (понимая, что могут быть разные основы для разных типов распада...), и я наткнулся на эту статью:
https://www.lanl.gov/museum/news/newsletter/2017/2017-05/science-question-decay.php
Цитата из той статьи:
Ядро состоит из протонов и нейтронов, удерживаемых вместе мощными силами. Некоторые комбинации более стабильны, чем другие. Это связано с отношениями и «глюонами», но я постараюсь избежать этой части объяснения. Внутри одного элемента — и, чтобы быть осторожным, давайте предположим, что мы говорим об одном нуклиде (или одном изотопе одного элемента) — каждый атом имеет точно такое же сочетание протонов и нейтронов. Казалось бы, все ядра одинаковы, но у частиц есть какая-то комбинация присущих им «покачиваний», как у братьев и сестер на заднем сиденье автомобиля.
Для нуклида с длительным периодом полураспада большую часть времени общее колебание остается в пределах предела силы связи, удерживающей ядро вместе: ядро не распадается. Однако время от времени колебания могут выстроиться в линию или образовать резонанс, который посылает ядро за пределы его сплоченности, и ядро расщепляется.
О каких «заморочках» говорит этот автор? Я предполагаю, что это относится к колебаниям какого-то типа... хотя что колеблется? Может ли кто-нибудь указать мне ссылки на «отношения и глюоны», которые составляют часть объяснения, которого избегал автор?
Я предполагаю, что, возможно, за этим объяснением стоит что-то вроде образования и аннигиляции глюонов (для распада, опосредованного сильным взаимодействием) или бозонов W,Z (для распада, опосредованного слабым взаимодействием)... но я не смог подтвердите мои подозрения.
«Покачивание» относится к тому факту, что когда частица заключена в каком-то малом объеме (здесь, в ядре), она должна набрать неопределенность импульса в соответствии с принципом запрета Паули. Тем не менее стабильное ядро данного изотопа является стационарным состоянием: оно неизменно, и все нуклиды в основном состоянии одних и тех же A и Z во Вселенной одинаковы во все времена. Что-то, что имеет импульс (иначе: движение), то есть находится в стационарном (иначе: неизменном) состоянии, является чисто квантово-механической концепцией.
Похоже, автор пытается описать альфа-распад. Классически альфа-распад не имеет смысла, поскольку ядерная связь (ака: некоторые отношения глюонов и прочего) слишком сильна (и увеличивается с увеличением расстояния до точки отсечки), чтобы позволить альфа-частицам уйти достаточно далеко, чтобы электрическое отталкивание могло их оттолкнуть. out: даже если они покачиваются. Квантовое туннелирование решает эту проблему.
Радиоактивный распад глубоко квантовомеханичен, и любая классическая аналогия вызовет путаницу у того, кто немного знаком с физикой. Конечно, URL-адрес говорит, что это из музея, и описание достаточно хорошо для посетителей.
В классическом понимании радиоактивное ядро должно быть стабильным, потому что существует большой энергетический барьер, препятствующий выбросу чего-либо из него. Но одним из следствий квантовой неопределенности является способность чего-то туннелировать через энергетический барьер и появляться с другой стороны в состоянии с еще более низкой энергией, чем в начале. Распад одной субатомной частицы на две другие управляется аналогичным механизмом. Таким образом, радиоактивный распад — это способ избавления от избыточной энергии.
В ситуации, когда такое квантовое туннелирование возможно, его статистически неопределенный характер приводит к характерному периоду времени «полураспада», в который вероятность того, что оно произойдет, составляет пятьдесят на пятьдесят. Каждая конкретная ситуация внутри радиоактивного ядра имеет разное соотношение между энергетическим барьером и неопределенностью частицы и, следовательно, разный период полураспада.
Глюоны на самом деле здесь не задействованы, так как с ними все происходит очень быстро, но некоторые радиоактивные механизмы все же включают бозон в качестве посредника. Например, возбужденный кварк может распасться на низкоэнергетический кварк другого вкуса и выплюнуть бозон, который, в свою очередь, распадется на электрон и нейтрино.
Гай Инчболд
пользователь3230304