Можем ли мы теоретически предсказать периоды полураспада радиоактивных изотопов?

Есть ли способ предсказать периоды полураспада радиоактивных изотопов из теории (то есть используя только теоретические соображения, не используя данные о распаде)? Например, можем ли мы предсказать, что период полураспада углерода-14 составляет примерно 5700 лет?

Ответы (4)

Ответ на этот вопрос — один из главных успехов физики 20-го века.

Для сильных распадов вполне успешна модель альфа-туннелирования Гамова . Он связывает время жизни альфа-излучателя с энергией, выделяемой при распаде, используя приблизительно верное предположение, что плотность ядра постоянна и что ядро ​​имеет относительно острый край.

Для бета-распадов есть количество " ф т ", который связывает период полураспада с электрическим взаимодействием между испущенным электроном и положительно заряженным дочерним ядром. ф т -значения относительно просто связаны с матричным элементом для распада и для данного класса распада («разрешенный», «сверхразрешенный», «первый запрещенный» и т. д., которые определяются квантовыми числами родительское и дочернее ядра) ф т значения для большинства ядер попадают в довольно узкий диапазон.

В любом учебнике по ядерной физике должна быть глава, посвященная характеристике распадов. (Я смотрю на Вонга.)

Существует большой класс слабых распадов, которые можно достаточно хорошо предсказать из теории (используя понятие слабой универсальности). Однако я имею в виду слабый распад тяжелых лептонов и отдельных адронов, так что это не совсем то, о чем вы просили, поскольку это происходит вне ядерного контекста.

Вы также можете решить ядерную проблему, но вычисление фазового пространства осложняется ядерной структурой.

Ах, может быть, я путаю с распадом субатомных частиц, подобных тем, которые вы упомянули. Можете ли вы подробнее рассказать об этом и предложить ссылку для дальнейшего чтения?
Время от времени здесь упоминается слабая универсальность . Это утверждение о том, что слабая связь с лептонами всегда одинакова ( г Ф ) и что существует четко определенная связь между взаимодействием лептонов и взаимодействием с кварками .

Вот ссылка на дополнение к учебнику Мичиганского университета по курсу ядерной физики. Эта теория о средней продолжительности жизни кажется довольно простой, за исключением того, что для проведения квантово-механических расчетов вам нужно придумать потенциал возмущения, т. е. должна быть какая-то разумная модель потенциального барьера. Итак, кажется возможным вычислить из квантовой механики, используя Золотое правило Ферми № 2.

Расчет среднего времени жизни и, следовательно, периодов полураспада

Добро пожаловать в физику! Пожалуйста, не размещайте ссылки, по крайней мере, без общего описания того, что они содержат и как этот контент отвечает на вопрос, поскольку ответы, содержащие только ссылки, становятся бесполезными, если ссылка сгниет . Ответы только по ссылкам здесь не считаются ответами и будут удалены.
Ссылка у меня не работает, похоже, вам нужна учетная запись UM

Теоретически это можно было сделать. Проблема в том, что мы имеем дело с сотнями запутанных нуклонов. Частицу можно смоделировать как волну в трехмерном пространстве. Две незапутанные частицы можно смоделировать как две волны. Но если они запутались, то приходится использовать одну волну в шестимерном пространстве. Чтобы смоделировать атомное ядро, вам понадобится 300-мерное пространство. Для численного решения потребуется компьютер, намного больший, чем вселенная.

Извините, я выбрал неудачный пример. Я изменил пример на Carbon-14. Это выполнимо? Также я думаю, что вы говорите об оценке периода полураспада с помощью компьютерного моделирования. Но, кажется, я однажды слышал, как теория напрямую предсказывает период полураспада некоторого изотопа, просто используя расчеты на бумаге.
Углерод 14 по-прежнему потребует 42 измерения. Если вы хотите просмотреть десять позиций, чего я сомневаюсь достаточно, вам понадобится 10 ^ 42 узла. Это не сработает. Вы говорите только об использовании количества протонов и нейтронов или об использовании массы? Если вы знаете массу, вы могли бы сделать это легко, но тогда вы не знаете, почему у нее именно такая большая энергия связи, поэтому я не знаю, действительно ли это считается.
Можно использовать массу.
Для стороннего наблюдателя это катастрофа. Если мы не можем рассчитать свойства вонючих атомов с помощью теории, то почему мы вообще ожидаем решаемой TOE?
Ну видимо это вполне можно просчитать на достаточно мощном компьютере.
Это совершенно неправильно. Ядерная физика довольно успешно вычисляет периоды полураспада, в том числе достаточно крупных ядер.
Можем ли мы теоретически предсказать периоды полураспада радиоактивных изотопов?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v