Почему спектр ββ\β-распада непрерывен?

спектр гамма- и альфа-распадов дискретны, т.е. α -частицы и γ -лучи принимают только дискретные значения, когда испускаются распадающимся ядром.

Почему же тогда, что β ± может принимать непрерывные значения?

Главное, что отличает бета-распад от двух других, это то, что это проблема трех тел, т.е. ядро ​​распадается не только на электрон/позитрон, но и на электрон-нейтрино/антинейтрино. Я пока не понимаю, как это сразу подразумевает, что спектр электронов непрерывен.

Я понимаю распад двух тел так: исходное ядро ​​спонтанно распадается на два тела, то есть на меньшее ядро ​​и гамма- или альфа-частицу. Поскольку уровни энергии в обоих ядрах квантуются, допускаются только определенные значения энергии фотона и ядра гелия, синусоидальная энергия и импульс должны сохраняться.

Изменяет ли третья частица ситуацию таким образом, что в основном есть две вещи (т. е. электрон и нейтрино в бета-распаде), которые не ограничены внутренней иерархией энергетических уровней, как ядра, что позволяет энергии, заданной ядра произвольно (и непрерывно) расщепляются между электроном и нейтрино?

Если это неправильное объяснение, пожалуйста, поправьте меня.

У гиперфизики есть довольно хорошее объяснение этому.

Ответы (2)

Сначала рассмотрим распад двух частиц:

А → Б + е − Где A изначально отдых. Так п Б → + п е − → "=" 0

сейчас

п Б 2 2 м Б + п е − 2 + м е − 2 "=" Е р е л е а с е г (1) п е − 2 2 м Б + п е − 2 + м е − 2 "=" Е р е л е а с е г

см. здесь у вас есть несвязанное уравнение (equ.1) для п е − .. Итак, решив выше (уравнение 1), вы получите фиксированную п е − . Отсюда энергия( п е − 2 + м е − 2 ) принадлежащий β частица всегда закреплена в двух телах β разлагаться. (ты можешь найти п Б тоже по формуле сохранения импульса)

Сначала рассмотрим распад трех частиц:

А → Б + е − + ν е Где A изначально отдых. Так п Б → + п е − → + ν е → "=" 0

так

п Б 2 2 м Б + п е − 2 + м е − 2 + п ν е "=" Е р е л е а с е г (2) ( п е − → + п ν е → ) 2 2 м Б + п е − 2 + м е − 2 + п ν е "=" Е р е л е а с е г

Теперь посмотрите, в отличие от уравнения распада двух частиц, здесь у нас пять неизвестных . ( п е − , п ν , п Б , θ   ( т час е   а н г л е   б е т ж е е н   п е − → , п ν → ) , ф   ( т час е   а н г л е   б е т ж е е н   п е − → , п Б → ) ) а четыре связанных уравнения *. поэтому мы не можем решить их однозначно . Это также то, что происходит физически. Вы получите разные значения п е − , п ν , п Б , θ , ф удовлетворяющие четырем связанным уравнениям . Отсюда разные β частицы будут иметь разную энергию ( п е − 2 + м е − 2 ) ведение статистики процесса распада. Отсюда и непрерывные спектры.

* Четыре связанных уравнения - это уравнение 2 и три уравнения, которые мы можем получить, взяв скалярные произведения п е − → , п ν →   а н г   п Б → с сохранением импульса( п Б → + п е − → + ν е → "=" 0 ) и помните, что они лежат в плоскости, поэтому два угла ( θ   а н г   ф ) достаточно.

что ( п е ) 2 + ( м е − ) 2 а также несвязанные уравнения

Вы правы: уникальность бета-распада в том, что существует конечное состояние трех тел. В системе отсчета, где распад происходит в состоянии покоя, дочернее ядро, бета-частица и нейтрино делят импульс примерно поровну, и из-за масштабов масс бета и нейтрино получают основную часть энергии.

Довольно просто показать, что три импульса после распада должны лежать в одной плоскости. Отсюда, если принять угол между бета-частицами и нейтрино, можно найти энергию всех трех частиц. Это не очень большой скачок оттуда к оценке бета-спектра.

Это отличается от распада двух тел, где конечные импульсы в системе покоя должны быть равны и противоположны, и поэтому есть только одно решение для импульса и энергии.

Есть отличная книга по истории экспериментов по бета-распаду Аллана Франклина, если вас интересуют такие вещи.

Кроме того, бозон W на самом деле излучается первым. Несмотря на то, что он виртуальный, он по-прежнему наделен некоторыми свойствами ядра, такими как заряд и некоторая масса (большая часть его массы и энергии просто появляется), затем W распадается на две частицы в зависимости от того, какой заряд имеет W.
Нет, физический W-бозон на самом деле не испускается. Каскад распадов двух тел будет иметь другую энергию и угловой спектр, чем распад трех тел. (Обратите внимание, что этот вопрос касается энергетического спектра распада.) Модель состоит в том, что заряженный слабый ток опосредует распад; виртуальные частицы — это вычислительный инструмент, а связь между заряженным слабым током и физическими W-бозонами, которые могут рождаться при высоких энергиях, — нетривиальный результат.
Вот что я имел в виду. Конечно, это W-бозоны вне оболочки. Именно поэтому они нарушают законы энергии и сохранения.
Я не понимаю, что вы пытаетесь донести. Предметом этого вопроса и ответа является то, что конечное состояние трех тел позволяет бета-спектру быть непрерывным при сохранении энергии и импульса. Если вы считаете, что промежуточная виртуальная частица действительно меняет ситуацию, вам следует уточнить ответ. Для отличного обсуждения того, как эта конкретная проблема поставила под сомнение всю идею (микроскопического) сохранения энергии, прочитайте книгу, ссылка на которую находится в ответе.
Почему спектр ββ\β-распада непрерывен?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v