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Betazerfall

Radioaktivität ist die spontane Umwandlung instabiler Atomkerne unter Abgabe von Strahlung. Dieses Phänomen wurde von Henry Becquerel und Pierre & Marie Curie zwischen 1896-1898 entdeckt. Radioaktivität zeigt sich in verschiedenen Formen. Wir wollen uns auf den Betazerfall konzentrieren, der ein paar Jahre später von Ernest Rutherford entdeckt wurde. Es gibt zwei Arten des Betazerfälls, den Beta-Minus- und den Beta-Pluszerfall. Beide Zerfälle werden detailliert in der folgenden Bildergalerie beschrieben (Hier: Hilfe zum Verstehen der Feynman-Diagramme):



  • Beim Beta-Minuszerfall wandelt sich ein instabiler Atomkern unter Emission eines Elektrons und eines Anti-Elektronneutrinos um. Dies passiert, wenn ein Neutron sich in ein Proton umwandelt. Elektron und Anti-Elektronneutrino kommen vom Zerfall des W-Teilchens (hier das W--Teilchen). Teilchenphysiker sehen den Zerfall so: Ein Down-Quark des Protons wandelt sich in ein Up-Quark um. Dabei wird ein W--Teilchen emittiert. Das W--Teilchen wandelt sich nach einer unglaublich kurzen Zeit von ca. 10-25 Sekunden in ein Elektron und ein Anti-Elektronneutrino um. Das Elektron ist, was man weitläufig als Betastrahlung bezeichnet.
  • Beim Beta-Minuszerfall wandelt sich ein instabiler Atomkern unter Emission eines Positrons und eines Elektronneutrinos um. Dies passiert, wenn sich ein Proton in einem Kern in ein Neutron umwandelt. Elektron und Anti-Elektronneutrino kommen vom Zerfall des W-Teilchens (hier das W--Teilchen). Teilchenphysiker sehen den Zerfall so: Ein Up-Quark des Neutrons wandelt sich in ein Down-Quark unter Emission eines W+-Teilchen um. Das W+-Teilchen wandelt sich nach einer unglaublich kurzen Zeit von ca. 10-25 Sekunden in ein Positron und ein Elektronneutrino um. Das Positron ist, was man weitläufig als Betastrahlung bezeichnet.


Erhaltung der elektrischen Ladung

Ist Dir aufgefallen, dass bei den beschriebenen Betazerfällen die Summe der elektrischen Ladungen erhalten bleibt? Rechne doch einmal die elektrische Ladung der vor und nach dem Zerfall existierenden Teilchen aus.



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