Notons la demi-vie du proton par $ Y_p $ . (Il ny a, bien sûr, aucune preuve expérimentale que $ Y_p < \ infty $ , mais il existe des théories qui laffirment , donc cest vraiment une question sur ces théories).
La question est: quest-ce que, dans ce cas, est $ Y_C $ , la moitié -vie dun noyau de carbone-12?
Une réponse naïve serait que puisque $ ^ {12} C $ contient six protons, $ Y_C = \ frac {1} {6} Y_p $ .
Cependant, les protons ne se désintègrent pas. Les quarks le font. Puisque les neutrons sont constitués dautant de quarks que de protons, ils devraient se désintégrer en non-baryons, tout comme les protons. Puisque $ ^ {12} C $ contient douze nucléons, cela fait $ Y_C = \ frac {1} {12} Y_p $ .
- De quoi sagit-il? $ \ frac {1} {6} Y_p $ ou $ \ frac {1} {12} Y_p $ ?
Il y a une hypothèse cachée dans tout cela: que la demi-vie dun quark nest pas affectée par le baryon ou le méson dans lequel il se trouve. En revanche, la demi-vie dun neutron est fortement affectée par le noyau dans lequel il se trouve (ou ne « t).
- Lhypothèse dindépendance de lenvironnement est-elle correcte pour la désintégration des quarks en leptons?
Il y en a un autre hypothèse. Les protons et les neutrons sont chacun constitués de deux types différents de quarks.
- Les théories qui font que les quarks se désintègrent en leptons attribuent-elles des demi-vies identiques à ce processus pour les deux quarks et quarks down?
Réponse
Les demi-vies des systèmes liés nont généralement pas de mise à léchelle simple les lois que vous avez en tête. La demi-vie dépendrait en partie de lespace de phase disponible pour les particules produites, ainsi que des facteurs liés à la structure nucléaire. Cependant, cette désintégration est un processus plutôt à haute énergie. La désintégration dun proton en pion neutre et en positron a une valeur $ Q $ de 802,8 MeV. Parce quun noyau 12C a une énergie de liaison différente dun noyau 11B, la valeur $ Q $ de votre désintégration serait différente, probablement inférieure de lordre de quelques MeV . Mais cest assez petit par rapport à huit cents MeV, donc cela aurait probablement un petit effet. Je suppose donc que dans cet exemple, en raison des échelles dénergie disparates, le fait que le proton soit lié à lintérieur dun noyau aurait peu deffet sur la demi-vie.
Pour des raisons similaires, je suppose il ny a pas beaucoup de différence entre la contribution des neutrons et celle des protons. Donc, 1/12 de la demi-vie du proton est probablement une estimation assez raisonnable.