Является ли время излучения альфа-частиц совершенно случайным?

Предположим, у вас есть один атом радиоактивного изотопа, который излучает альфа-частицу.

Я соглашусь с тем, что время излучения этой альфа-частицы совершенно случайно, когда атом полностью изолирован от внешней среды.

Но мне неясно, может ли отдельный атом быть полностью изолированным. И кажется, что отдельный атом, идеально изолированный, может быть при абсолютном нуле, и поэтому мне было бы неудобно признать, что он все еще нестабилен.

И я предполагаю, что по мере того, как температура среды, в которой находится атом, в фотонных терминах (предположим, что атом находится в печи абсолютно черного тела) возрастает до бесконечности за конечное время, изотоп «взорвется», как попкорн, со 100% уверенностью внутри конечного времени. интервал.

Однако я соглашусь с тем, что существует определенная степень случайности в отношении того, когда атом испустит свою альфа-частицу... в пределах конечного интервала.

Но это предположение. Какова связь между теплом и одиночным атомом, испускающим альфа-частицу в печи черного тела, доведенной до некоторой «приблизительно бесконечной» температуры от абсолютного нуля за конечное время?

Я думаю, мне нужно уточнить свой вопрос, чтобы он был интерпретирован на уровне знаний, подходящем для обучения:

Весь мой вопрос на самом деле сводится к следующему: модулирует ли фотонное излучение эмпирическую частоту случайных атомных блужданий, производя на отдельном атоме, не имеющем соседей, которые могли бы его ударить, разницу в вероятности излучения, когда вы колеблете температуру от 0 до бесконечной амплитуды ( не бесконечная частота ). Я собираюсь сказать, что с любой точки зрения «бесконечность», которая, вероятно, вызывает выброс альфа-частицы, является хорошей нулевой гипотезой, и идея состоит в том, чтобы исследовать, где заканчивается теория и начинается какое-то новое поведение.

Моя интуиция относительно понятия теплоты в ядре — это не статистическая механическая теплота. И это не фотонное тепло черного тела . Кроме того, в качестве примечания, я на самом деле не считаю гамма-лучи фотонным излучением из-за их выброса из ядра.

Понятие тепла в ядре, давайте зафиксируем это стандартно-совместимым способом, чтобы этот вопрос не колебался в будущем.

Понятие тепла в ядре, как я намереваюсь его понимать, определяется следующим образом:

Учитывая конкретное ядерное состояние атома при 273 градусах Кельвина в печи черного тела и защищенное от всех столкновений частиц с помощью некоторой экспериментальной техники, мы определяем это как одну единицу измерения.

Если я поставлю многие из этих атомных единиц в одинаковые условия, я ожидаю наблюдать определенный период полураспада, когда рассматриваемый атом является излучателем альфа-частиц.

Определение «атомного тепла неспециалиста», которое я хочу дать здесь, является отклонением от ожиданий периода полураспада этого излучения.

Например, если я размещу набор этих единиц измерения на орбите и измерю их по сравнению с набором здесь, на уровне земли, я обнаружу «более низкую температуру » на уровне земли из-за общей теории относительности: я измерю более длинную половину. жизни на уровне земли, чем на орбите, в секундах, измеренных на уровне земли.

Итак, что произойдет, если у меня есть набор этих единиц измерения при стандартной температуре... и другой набор этих единиц, подвергнутых постоянной генерации на выбранной вами частоте между 150 нм и 11000 нм (или, возможно, меньше, но не на длина волны гамма-излучения) по отношению к периоду полураспада, наблюдаемому в единицах измерения, по мере того, как кажущаяся температура с точки зрения фотонного излучения увеличивается от нуля до бесконечности?

На самом деле, я рассматриваю существование гамма-лучей более или менее как свидетельство того, что фотонное тепло манипулирует атомными ядрами. Но вы должны ограничить свой тест одним атомом, чтобы убедиться, что никакие любопытные соседи не тыкают атом с помощью тепла в стиле статистической механики для генерации излучения.

Моя личная интерпретация тепла в ядре следует интерпретации марковской модели атома:

Случайный блуждающий человек, который имеет распределение вероятностей относительно того, куда он ступает, но делает ноль шагов в единицу времени, вряд ли столкнется с состоянием с низкой вероятностью (скажем, испусканием альфа-частицы, бета-частицы или гамма-фотона).

Случайный бродяга, который делает много шагов в единицу времени, будет чаще входить в маловероятное состояние и испускать свою частицу/луч.

На самом деле мы используем это свойство для доказательства общей теории относительности: если мы ускоряем или замедляем радиоактивный материал, мы можем получить меньше или больше радиоактивных выбросов.

Итак, по сути, мы можем сделать то, о чем я прошу (увеличить «тепло» ядра), просто поместив их в коробку, на самолете и летая вокруг.

Я хотел бы знать: можем ли мы сделать это с помощью высокоамплитудного лазера. Под лазером подразумевается любая длина волны от 150 нм до 11000 нм. Следовательно, лазеры не имеют абсолютно никакого отношения к гамма-излучению, и этот термин в данном случае используется некорректно.

Я понятия не имею, как сделать гамма-излучающий диод. Возможно, вы бы поразили его концентрированными светодиодами, о чем я и спрашиваю.

Новые для меня вещи:

1. Ни один фотон не может проникнуть в ядро, если его длина волны не достаточно мала.

   -- Но неясно, нужно ли фотону проникать в ядро, чтобы воздействовать на его внутреннюю часть. Ясно, что ядро ​​можно двигать, трясти и вращать, взаимодействуя с его электронной оболочкой. И мне не ясно, что вращение, вибрации и прочая фотонная->оболочка->ядерная динамика не могли ничего сделать, чтобы вызвать «случайное блуждание» внутри ядра.

Почему? Потому что мне кажется, что ядро ​​должно быть в состоянии действовать само. Ясно, что если движется электронная оболочка, ядро ​​тоже движется. Мало того: ядро ​​«знает», что оно двигалось, потому что движению сопротивляется инерция — информацию, которую ядро ​​должно передать нам, ускорителю. ( я сейчас говорю абстрактно )

Когда ядро ​​ускоряется до бесконечности, мы получаем всю инерциальную информацию, которую ядро ​​может излучать относительно нас, и ядро ​​никогда не будет подвергаться переходу состояния (шагу случайного блуждания) относительно нас, навсегда. (это относительность, в ядре).

Итак, ясно, что если мы хотим получить излучение, мы могли бы, по крайней мере, добавить мощность инерционной сигнализации (замедлить его).

Мой вопрос на высоком уровне сводится к следующему: существует ли какой-то другой механизм, который будет модулировать скорость излучения , кроме, очевидно, столкновения с частицами или позитронами.

Обратите внимание, что попадание в него позитрона, похоже, вызовет необходимые гамма-лучи... и придание электрону достаточной энергии, чтобы врезаться в ядро, заставит протон превратиться в нейтрон и испустить пару гамма-фотонов в ядро. , что будет дальше я понятия не имею.

-- (: примечание), что для этого не нужно придавать электрону огромных энергий. Придание оболочечному электрону какой-либо энергии вообще увеличивает неотрицательную вероятность того, что электрон внезапно «окажется» внутри ядра, что вызовет событие аннигиляции, образование нейтрона, пару гамма-лучей, отражающихся вокруг ядра ( и альфа-частица выскочить? ). А если ничего не выскакивает, то можно предположить, что по какому-то неизвестному механизму вероятность выброса изменилась.

В любом случае, исходя только из этого рассуждения, нужно только выбрать длину волны, соответствующую электрону, который атом вряд ли потеряет, приобретая энергию. Затем медленно добавляйте энергию этому электрону, чтобы эффективно повысить вероятность появления электрона внутри ядра, пока альфа-частица не выскочит наружу . Это мой любительский вариант (поэтому я не очень в него верю).

Но я любитель физики; может быть, лучше рассматривать атом в целом: не приведет ли его нагрев лазерами бесконечной амплитуды к тому, что испускание альфа-частиц будет случайным в пределах некоторого фиксированного интервала, но неслучайным вне интервала?

Обновлять

Похоже, что вероятности в ядре непрерывны, как и электроны. Частицы — это волны, и их местоположение точно не определено.

Хотя «частота» частиц не является простой, волновая функция частицы аналогична ее частоте. Волновая функция должна занимать определенные интервалы или состояния, и, вероятно, существует некая «непрерывная функция плотности вероятности» (PDF), которая описывает вероятности перехода из состояния в состояние, скажем, при 273 градусах Кельвина для одного атома внутри печи черного тела, защищен от столкновений со всеми другими массивными частицами, кроме собственных электронов.

Кроме того, в любой момент атом может перейти от одной волновой функции к другой благодаря вероятности, а не энергии, независимо от того, насколько высоки затраты энергии на этот переход. Это принцип туннелирования, это то, что мы должны постоянно корректировать в наших современных процессорах, и это то, как мы заряжаем наши мобильные телефоны. Тесла работал с эффектом эмпирически как с альтернативной системой подачи энергии, и поэтому мы работали с квантовым туннелированием почти 200 лет.

С математической точки зрения можно объявить нечеткое необратимое действие (что-то недетерминированное) детерминированным на интервале путем наблюдения асимптотического убывания вероятности, которая является экспоненциальной функцией времени в первой производной.

Итак, все, что вам нужно сделать, чтобы доказать, что альфа-излучением можно детерминистически управлять, — это доказать, что вероятность излучения изменяется в зависимости от (x) экспоненциально.

Затем вам нужно поставить (x). Теория относительности выполняет эту задачу, уменьшая вероятность излучения до нуля за счет ускорения. Таким образом, вероятность испустить альфа-частицу будет уменьшаться до нуля при конечной скорости (скорости света). И обратите внимание: это можно менять непрерывно, а не дискретно.

То, что я искал, было способом сказать: как мы можем увеличить эту вероятность таким же непрерывным образом.

И похоже, что, хотя результаты, измеренные по одному атому за раз, будут дискретными, увеличение вероятности движения электронов в ядро ​​под давлением обычных лазерных лучей или практической печи абсолютно черного тела действительно увеличит эту вероятность.

Является ли первая производная вероятности экспоненциальной функцией энергии, поглощаемой атомом, является, в конечном счете, вопросом , поскольку это позволило бы нам сказать, что, хотя и случайно с точки зрения интервала, когда атом поглощает конечное количество энергии , он испустит альфа-частицу со 100% уверенностью, независимо от энергии перехода состояния .

И вот в чем вопрос: как атомная вероятность испустить альфа-частицу изменяется в зависимости от общей фотонной (что-то, что имеет природу с фотонами) энергии, которую она поглощает (а не инерционной, которую мы наверняка не получим ) . разбивать ядра).

И «нет, это совсем не меняется , и вот почему » было бы отличным ответом.

Составлено с большим пальцем в приложении, пожалуйста, простите любые опечатки