Označme poločas rozpadu protonu $ Y_p $ . (Samozřejmě neexistují žádné experimentální důkazy o tom, že $ Y_p < \ infty $ , ale existují teorie, které to tvrdí , takže toto je opravdu otázka těchto teorií).
Otázka zní: co je v tom případě $ Y_C $ , polovina -život jádra uhlíku-12?
Naivní odpověď by byla, že protože $ ^ {12} C $ obsahuje šest protonů, $ Y_C = \ frac {1} {6} Y_p $ .
Protony se však nerozkládají. Kvarky ano. Protože neutrony jsou vyrobeny z tolika kvarků, kolik je protonů, měly by se rozpadat na nebaryony stejně jako protony. Protože $ ^ {12} C $ obsahuje dvanáct nukleonů, je $ Y_C = \ frac {1} {12} Y_p $ .
- Co je to? $ \ frac {1} {6} Y_p $ nebo $ \ frac {1} {12} Y_p $ ?
Ve všem je skrytý předpoklad: že poločas rozpadu kvarku není ovlivněn baryonem nebo mezonem, ve kterém se nachází. Na druhé straně je poločas neutronu silně ovlivněn jádrem, ve kterém se nachází (nebo ne) „t).
- Je předpoklad nezávislosti na prostředí správný pro rozpad kvarků na leptony?
Existuje ještě jeden předpoklad. Protony a neutrony jsou vytvořeny ze dvou různých druhů kvarků.
- Teorie, díky nimž se kvarky rozpadají na leptony, přiřadí oběma stejným procesům stejný poločas rozpadu kvarky a down kvarky?
Odpověď
Poločasy vázaných systémů obvykle nemají jednoduché škálování zákony druhu, který máte na mysli. Poločas by zčásti závisel na fázovém prostoru, který mají k dispozici částice, které byly vyrobeny, a také na faktorech souvisejících s jadernou strukturou. Tento rozpad je však procesem s vysokou energií. Úpadek protonu na neutrální pion a pozitron má hodnotu $ Q $ 802,8 MeV. Protože jádro 12C má jinou vazebnou energii než jádro 11B, hodnota vašeho rozpadu $ Q $ by byla jiná, pravděpodobně nižší o řádově několik MeV . Ale ve srovnání s osmi stovkami MeV je to docela malé, takže by to pravděpodobně mělo malý účinek. Takže bych hádal, že v tomto příkladu by kvůli různorodým energetickým měřítkům měla skutečnost, že proton byl vázán uvnitř jádra, malý vliv na poločas.
Z podobných důvodů bych očekával mezi příspěvkem neutronů a příspěvkem protonů nebude velký rozdíl. Takže 1/12 poločasu protonu je pravděpodobně docela rozumný odhad.