百科问答小站 logo
百科问答小站 font logo



问中子的寿命与矛盾? 第1页

  

user avatar   liang-zi-se-dong-li-xue 网友的相关建议: 
      

自由中子衰变和原子核中的中子有一个重要的区别,就是它们的末态相空间是不一样的。

用量子力学的语言阐述的话,衰变的速率跟两个量有关:一个是相互作用矩阵元的强度,另一个则是末态相空间的大小。相互作用越强,则衰变速率越快;末态相空间越大,衰变速率也越快。

举个简单的例子:自由中子的半衰期是八百秒,K介子的半衰期则是10的负八次方秒。都是弱相互作用衰变,怎么半衰期差得这么大?这是因为末态相空间大小的不同。K介子的末态相空间要远大于自由中子的末态相空间。

具体一点,自由中子可以通过β衰变衰变到质子、电子和反电子中微子。中子的质量比质子的质量大1.3MeV,而电子的质量为0.5MeV,这样的话衰变末态的粒子总动能加在一起不能超过0.8MeV。这就是中子衰变末态相空间的上限。而K介子呢?K介子质量为490MeV,而它能衰变到μ子和μ子中微子,μ子的质量才100MeV。这样末态粒子的总动能可以达到近400MeV,上限要比中子大得多。

回过头来再看原子核,核子在结合成原子核时会发生质量亏损,不同原子核的质量亏损是不一样的。如果想要发生β衰变,根据能量守恒,必须保证初态原子核的能量大于末态所有粒子的能量和。所以有些核素完全无法发生β衰变,就是因为它的质量亏损太大,自身的能量太小了。所有可能的末态总能量都要比它大,它没办法衰变。

而在另外一些原子核中,β衰变是可行的,但是因为结合能的不同,不同原子核的衰变末态相空间大小不同,这也造成了不同原子核之间β衰变的寿命差异。




  

相关话题

  北师大梁灿彬老师 2 月 16 日逝世,他对我国物理学研究和教育事业做出了怎样的贡献? 
  如何判断房间里是不是有摄像头? 
  你觉得哪些科学知识让你受用终生? 
  晚上拍到很多两个亮点的物体,大家知道是啥吗?不知道是不是无人机? 
  在非赤道两极的地方地球自转很快的话人会飘起来么,如果飘起来人的受力又是怎么样的? 
  转基因和嫁接有何区别? 
  假如人类打了个洞直通地核会发生什么? 
  中科院物理所做科普的都是什么人? 
  约翰霍普金斯大学物理系水平如何? 
  万有引力定律中,为什么由 F∝m、F∝M 可以推出 F∝Mm?如何用数学方法证明? 

前一个讨论
不懂微分几何跟泛函分析学不了相对论跟量子力学吗?
下一个讨论
如何看待我国核燃料研究获突破「铀利用率从 1% 提高到 95%」这条新闻?





© 2024-11-08 - tinynew.org. All Rights Reserved.
© 2024-11-08 - tinynew.org. 保留所有权利