International Physics Masterclasses
Η Διάσπαση β (βήτα)

Ραδιενέργεια είναι η αυτόματη εκπομπή ακτινοβολίας (ενέργειας) από ορισμένους ασταθείς ατομικούς πυρήνες. Το φαινόμενο ανακαλύφθηκε από τους Pierre και Marie Curie και Henri Bequerel το 1896-1898 και παρουσιάζεται σε διάφορες μορφές. Ας εστιάσουμε στη διάσπαση β, που ανακαλύφθηκε λίγα χρόνια αργότερα από τον Ernest Rutherford. Υπάρχουν δύο ειδών διασπάσεις β: η β+ και η β-. Και οι δύο περιγράφονται με περισσότερη λεπτομέρεια στην ακόλουθη σειρά εικόνων (εδώ μπορείς να βρεις πληροφορίες για τα διαγράμματα Feynman).



  • Η αρνητική διάσπαση β είναι η μετατροπή ενός ασταθούς πυρήνα και η ταυτόχρονη εκπομπή ενός ηλεκτρονίου και ενός ηλεκτρονικού αντινετρίνου. Αυτό συμβαίνει κατά τη μετατροπή ενός νετρονίου σε ένα πρωτόνιο. Το ηλεκτρόνιο και το ηλεκτρονικό αντινετρίνο προέρχονται από τη διάσπαση του W (εδώ του W-). Οι φυσικοί περιγράφουν αυτή τη διάσπαση ως εξής: όταν ένα κάτω (d) κουάρκ ενός νετρονίου μετατρέπεται σε άνω (u) κουάρκ, εκπέμπεται ένα σωματίδιο W-. Το W- διασπάται με τη σειρά του σε απειροελάχιστο χρόνο (περίπου 10-25 δευτερόλεπτα) σε ηλεκτρόνιο και ηλεκτρονικό αντινετρίνο. Η εκπομπή του ηλεκτρονίου είναι αυτό που συνήθως αναφέρεται ως ακτινοβολία β.
  • Στη θετική διάσπαση β, ένα ποζιτρόνιο εκπέμπεται από έναν ασταθή πυρήνα όταν ένα πρωτόνιο του πυρήνα μετατρέπεται σε νετρόνιο. Ταυτόχρονα, παράγεται και ένα ηλεκτρονικό νετρίνο. Βλέποντας λεπτομερέστερα τη διάσπαση αυτή, το ποζιτρόνιο και το νετρίνο προέρχονται από τη διάσπαση του σωματιδίου W (εδώ του W+). Οι φυσικοί των σωματιδίων περιγράφουν τη διάσπαση β ως εξής: όταν ένα άνω κουάρκ ενός πρωτονίου μετατρέπεται σε κάτω κουάρκ, εκπέμπεται ένα σωματίδιο W+. Το W+ διασπάται σε απειροελάχιστο χρόνο (περίπου 10-25 δευτερόλεπτα) σε ποζιτρόνιο και ηλεκτρονικό νετρίνο. Η εκπομπή του ποζιτρονίου είναι αυτό που αναφέρεται συνήθως ως ακτινοβολία β.


Η διατήρηση του ηλεκτρικού φορτίου

Πρόσεξες ότι το άθροισμα του ηλεκτρικού φορτίου παραμένει αμετάβλητο κατά τη διάσπαση β; Υπολόγισε το ηλεκτρικό φορτίο των σωματιδίων πριν και μετά τη διάσπαση.



Κάνε κλικ εδώ για να επιστρέψεις στην ιστοσελίδα των "W-διαδρομών".