Cariunea beta este atunci când un nucleu atomic instabil se descompune (radioactiv) prin emiterea unei particule beta; când particula beta este un electron, este β– descompunere, iar când un pozitron, β+ descompunere.
Razele beta, ca o componentă distinctă a razelor emise în radioactivitate, au fost descoperite de Rutherford, în 1899, la doar câțiva ani după ce radioactivitatea însăși a fost descoperită (în 1896). Totuși, acesta este beta minus decaderea ... descoperirea beta plus descompunerea (de Irène și Frédéric Joliot-Curie, în 1934) a venit după descoperirea pozitronului (în razele cosmice, în 1932) și a (apoi) controversată 'invenție' a neutrinului (de Pauli, în 1931) pentru a ține cont de spectrul energetic continuu al electronilor în beta-degradare. De asemenea, în 1934, Fermi a publicat - în italiană și germană (Nature a considerat ideea prea speculativă!) - teoria lui despre descompunerea beta (pentru mai multe detalii, consultați această pagină Hyperphysics).
În declinul beta minus, un neutron se schimbă într-un proton, antineutrino și electron; această conversie se datorează interacțiunii slabe (sau forței slabe) ... un quark în jos (în neutron) devine un quark în sus și emite un W– boson (unul din trei bosoni care mediază interacțiunea slabă), care apoi se descompune într-un electron și un antineutrino.
Beta plus descompunerea - care este cunoscută și sub denumirea de beta decadere inversă - implică conversia unui proton într-un neutron, pozitron și neutrin.
Deci de ce se descompun neutronii izolați (dar cei din nucleele stabile și cei din stelele neutronice) nu? Și de ce sunt protoni izolați stabili, dar cei din anumite nuclee radioactive nu? Totul se reduce la energie ... dacă o stare (un neutron izolat, să zicem) are o energie mai mare decât alta (proton plus electron plus plus antineutrino), atunci prima se va descompune în a doua (numărul baryon al celor două state trebuie să fie același , ditto lepton number și așa mai departe).
Există, de asemenea, o rară durată de degradare beta, în care sunt emise două particule beta; a fost observat, în unele izotopi instabile, așa cum s-a prevăzut. Există un fel de dubla beta beta - denumită neutrino-less double beta decay (imaginea de mai sus este din Proiectul COBRA, un studiu în acest sens) - care este studiat intens (deși nu s-a observat încă o astfel de descompunere), deoarece poate fi una dintre foarte puținele ferestre ușor deschise în fizică dincolo de modelul standard (consultați această pagină WIPP pentru mai multe detalii).
Berkeley Lab are un Ghid îngrijit pentru Nuclear Wallchart (subtitrat „Nu trebuie să fii un fizician nuclear pentru a înțelege științele nucleare„!) Pe beta decay, iar această pagină a Universității Ohio - Alpha and beta decay - pune mai multă carne tehnică pe oasele goale.
Împingerea limitelor politicoase ale științei despre materie întunecată este o poveste a revistei spațiale care are o referință tangențială la descompunerea beta (este în comentarii!).
Există episoade relevante pentru Astronomie? Sigur! Nucleosinteză: elemente din stele, forțele nucleare puternice și slabe și antimaterie.
Sursă:
Wikipedia
