Să denotăm timpul de înjumătățire al protonului cu $ Y_p $ . (Desigur, nu există dovezi experimentale care să demonstreze că $ Y_p < \ infty $ , dar există teorii care o afirmă , deci aceasta este într-adevăr o întrebare despre acele teorii).
Întrebarea este: ce este, în acest caz, $ Y_C $ , jumătatea -vieța unui nucleu carbon-12?
Un răspuns naiv ar fi că, din moment ce $ ^ {12} C $ conține șase protoni, $ Y_C = \ frac {1} {6} Y_p $ .
Cu toate acestea, protonii nu se degradează. Cuarcii fac. Deoarece neutronii sunt compuși din tot atât de mulți quarks, cât și protoni, ar trebui să se descompună în non-barioni la fel ca protonii. Deoarece $ ^ {12} C $ conține doisprezece nucleoni, ceea ce face ca $ Y_C = \ frac {1} {12} Y_p $ .
- Care este? $ \ frac {1} {6} Y_p $ sau $ \ frac {1} {12} Y_p $ ?
Există o presupunere ascunsă în toate acestea: că timpul de înjumătățire al unui quark nu este afectat de barionul sau mezonul în care se află. Pe de altă parte, timpul de înjumătățire al unui neutron este puternic afectat de nucleul în care se află (sau nu) „t).
- Este corectă presupunerea independenței mediului pentru decăderea quarcilor în leptoni?
Mai există încă unul presupunere. Protonii și neutronii sunt compuși fiecare din două tipuri diferite de quarks.
- Teoriile care fac ca quarkii să se descompună în leptoni atribuie timpuri de înjumătățire identice pentru acest proces atât pentru quarks și quarks down?
Răspuns
Timpul de înjumătățire al sistemelor legate nu are, de obicei, nici o scalare simplă legile de genul pe care le aveți în minte. Timpul de înjumătățire ar depinde în parte de spațiul de fază disponibil pentru particulele care au fost produse, precum și de factorii care au legătură cu structura nucleară. Cu toate acestea, această descompunere este un proces destul de ridicat de energie. Decăderea unui proton într-un pion neutru și un pozitron are o valoare $ Q $ de 802,8 MeV. Deoarece un nucleu de 12C are o energie de legare diferită de un nucleu de 11B, valoarea $ Q $ a decăderii dvs. ar fi diferită, probabil mai mică cu ordinea câtorva MeV . Dar acest lucru este destul de mic în comparație cu opt sute de MeV, deci ar avea probabil un efect mic. Așadar, aș presupune că în acest exemplu, din cauza scărilor de energie disparate, faptul că protonul ar fi legat în interiorul unui nucleu ar avea un efect redus asupra timpului de înjumătățire.
Din motive similare, m-aș aștepta nu trebuie să existe prea multe diferențe între contribuția neutronilor și cea a protonilor. Deci 1/12 din timpul de înjumătățire al protonului este probabil o estimare destul de rezonabilă.