Denotemos la vida media del protón por $ Y_p $ . (Por supuesto, no hay evidencia experimental de que $ Y_p < \ infty $ , pero hay teorías que lo afirman , así que esta es realmente una pregunta sobre esas teorías).
La pregunta es: ¿qué, en ese caso, es $ Y_C $ , la mitad -vida de un núcleo de carbono-12?
Una respuesta ingenua sería que, dado que $ ^ {12} C $ contiene seis protones, $ Y_C = \ frac {1} {6} Y_p $ .
Sin embargo, los protones no decaen. Los quarks lo hacen. Dado que los neutrones están hechos de tantos quarks como protones, deberían descomponerse en no bariones como los protones. Dado que $ ^ {12} C $ contiene doce nucleones, eso hace que $ Y_C = \ frac {1} {12} Y_p $ .
- ¿Cuál es? $ \ frac {1} {6} Y_p $ o $ \ frac {1} {12} Y_p $ ?
Hay una suposición oculta en todo esto: que la vida media de un quark no se ve afectada por el barión o mesón en el que se encuentra. Por otro lado, la vida media de un neutrón es fuertemente afectada por el núcleo en el que se encuentra (o no «t).
- ¿Es correcto el supuesto de independencia del entorno para la desintegración de los quarks en leptones?
Hay uno más Los protones y los neutrones están hechos de dos tipos diferentes de quarks.
- ¿Las teorías que hacen que los quarks se desintegran en leptones asignan semividas idénticas para este proceso para ambos ¿quarks y quarks descendentes?
Respuesta
Las vidas medias de los sistemas ligados no suelen tener un escalado simple leyes del tipo que tiene en mente. La vida media dependería en parte del espacio de fase disponible para las partículas que se produjeron, así como de los factores que tienen que ver con la estructura nuclear. Sin embargo, esta descomposición es un proceso de alta energía. La descomposición de un protón en un pión neutro y un positrón tiene un valor $ Q $ de 802,8 MeV. Debido a que un núcleo de 12C tiene una energía de enlace diferente a la de un núcleo de 11B, el valor $ Q $ de su desintegración sería diferente, probablemente más bajo del orden de unos pocos MeV . Pero esto es bastante pequeño en comparación con los ochocientos MeV, por lo que probablemente tendría un efecto pequeño. Entonces, supongo que en este ejemplo, debido a las escalas de energía dispares, el hecho de que el protón estuviera unido dentro de un núcleo tendría poco efecto en la vida media.
Por razones similares, esperaría no debe haber mucha diferencia entre la contribución de los neutrones y la de los protones. Entonces, 1/12 de la vida media del protón es probablemente una estimación bastante razonable.