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 $ .

  1. 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).

  1. 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.

  1. 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.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *