¿Por qué el estado excitado de 116 Indio más estable que el estado del suelo? Ambos se someten a la desintegración beta, pero el estado tiene una vida media de 14 segundos, mientras que el estado excitado tiene una vida media de 54 minutos. Hay algo especial sobre el estado del suelo?
He encontrado un diagrama de la típica decadencia del estado excitado de 116 indio a 116 de Estaño:
En general, se desintegra que liberan una gran cantidad de energía son más rápidos que los que se desintegra que sólo liberar un poco de energía.
Como Carl Witthoft puntos, el primer estado excitado es poco probable que la decadencia del estado del suelo parcialmente debido a la diferencia de energía es pequeña, y parcialmente debido a que el giro diferencia es grande. (El fotón para el $5^+\to1^+$ transición dentro de $\rm ^{116}In$ tendría que llevar del ímpetu angular $4\hbar$: un llamado eléctrica hexadecapole (E4) de la transición).
Podemos hacer la misma combinación angular momentum y energía argumento de las desintegraciones beta. De desintegraciones Beta son paridad-violación: el electrón tiende a salir zurdo, y el antineutrino sale con la derecha. Los dos leptones son los más propensos a abandonar el núcleo sin el impulso angular orbital (es decir, en una $s$estado de onda), y si se les detecta en aproximadamente direcciones opuestas, a continuación, juntos llevan una unidad de $\hbar$ de la vuelta. Por lo tanto, esperamos la beta de transición para prefiera $\Delta J=1$ transiciones. Si la desintegración beta eran $\Delta J > 1$, los leptones tendría que ser emitidos con algunos $p$-onda o superior, el impulso angular orbital; los wavefunctions tienen mucho menos se superponen con el núcleo de la $s$-wave.
Así que la energía de desintegración $\rm^{116}In(5^+) \not\to {}^{116}Sn(0^+)$ es fuertemente reprimida por el momento angular de consideraciones, y la preferida decae para el isómero $\rm^{116}In(5^+) \to {}^{116}Sn(4^+)$, tiene una energía de alrededor de $\rm1.5\,MeV$. Que baja la energía de la caries progresa más lentamente que el $\rm3.9\,MeV$ decaimiento $\rm^{116}In(1^+) \to {}^{116}Sn(0^+)$.
La coherencia interna en este asiento-de-mi-pantalones, mano saludando argumento, aviso que la decadencia a la de menor energía $4^+$ estado alrededor de cinco veces más probabilidades que la caries a lo más alto de energía $4^+$ estatal.
Mi golden regla de las habilidades son demasiado débiles para hacer de este argumento cuantitativo; me encantaría ver una respuesta definitiva.
No soy un experto en la notación, pero creo que la respuesta que buscas es esta información, de Trent U. Physics Lab Notes . Perdón por la pérdida de formato.
In this experiment foils of the stable element 49 115 In are bombarded by neutrons produced in a radioactive
source (described below). The reaction is
0 1 49 115 49 116,m
n + In In
The m indicates that the 116 In nuclei are formed in metastable states. These states could in principle decay by
prompt emission of gamma rays leading to lower excited states of 116 In . Normally such gamma emission
would very quickly leave the nucleus in its ground state which could then decay by −
emission to states of
50 116 Sn . However the first excited state of 116 In has a very low probability of gamma-emission. This is
because it is only slightly more energetic than the ground state (0.127 MeV) and the difference in spins is
rather large (5 +
1
+
). Therefore this state decays instead by −
emission to excited states of 50 116 Sn . The
half-life for this decay is about 54 minutes.
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