Jelöljük a proton felezési idejét $ Y_p $ . (Természetesen nincs kísérleti bizonyíték arra, hogy $ Y_p < \ infty $ , de vannak elméletek, amelyek ezt állítják , tehát ez valóban kérdés ezekre az elméletekre vonatkozik).
A kérdés a következő: mi ebben az esetben $ Y_C $ , a fele egy szén-12 mag élete?
Naiv válasz az lenne, hogy mivel a $ ^ {12} C $ hat protont tartalmaz, $ Y_C = \ frac {1} {6} Y_p $ .
A protonok azonban nem bomlanak le. A kvarkok igen. Mivel a neutronok annyi kvarkból állnak, mint a protonok, ezért nem barionokká kell bomlaniuk, akárcsak a protonok. Mivel a $ ^ {12} C $ tizenkét nukleont tartalmaz, ezért $ Y_C = \ frac {1} {12} Y_p $ .
- Melyik? $ \ frac {1} {6} Y_p $ vagy $ \ frac {1} {12} Y_p $ ?
Mindezekben rejlik egy rejtett feltételezés: hogy a kvark felezési idejét nem befolyásolja az a barion vagy mezon, amelyben található. Másrészt a neutron felezési idejét erősen befolyásolja az a mag, amelyben található (vagy nem “t).
- Helyes a környezettől való függetlenség feltételezése a kvarkok leptonokká bomlásához?
Van még egy feltételezés. A protonok és a neutronok kétféle kvarkból készülnek.
- Azok az elméletek, amelyek a kvarkokat leptonokká bontják, azonos felezési idővel ruházzák fel mindkét folyamatot kvarkok és le kvarkok?
Válasz
A kötött rendszerek felezési ideje általában nem egyszerű skálázható olyan törvényeket, amilyenekre gondolsz. A felezési idő részben a termelődött részecskék rendelkezésére álló fázistértől, valamint a nukleáris szerkezethez kapcsolódó tényezőktől függ. Ez a bomlás azonban meglehetősen nagy energiájú folyamat. A proton bomlása semleges pionzá és pozitron $ Q $ értéke 802,8 MeV. Mivel egy 12C mag más kötési energiával rendelkezik, mint egy 11B mag, a bomlás $ Q $ értéke más, valószínűleg néhány MeV nagyságrenddel alacsonyabb . De ez elég kicsi a nyolcszáz MeV-hez képest, így valószínűleg kicsi lenne a hatása. Tehát azt gondolnám, hogy ebben a példában az eltérő energiaskálák miatt az a tény, hogy a proton egy mag belsejében kötött, kevéssé befolyásolja a felezési időt.
Hasonló okokból azt várnám a neutronok és a protonok hozzájárulása között nincs sok különbség. Tehát a proton felezési idejének 1/12 része valószínűleg meglehetősen ésszerű becslés.