$\beta^+$ decadencia

Question

Hemos estado discutiendo sobre la desintegración radiactiva en la escuela, y entendí todo excepto $\beta +$ decadencia. Cuando busqué en Google la desintegración radiactiva, descubrí inmediatamente que nos habían simplificado la desintegración radiactiva, y probablemente por eso no se preocuparon de explicar lo que hicieron, sino que se limitaron a mostrar algunos cálculos. Nunca hemos hablado de los neutrinos y antineutrinos, lo dejan fuera de la ecuación, lo cual no es un problema ya que tienen una masa insignificante y no tienen carga.

Así que nos han enseñado que un protón y un electrón forman un neutrón, lo cual también he descubierto que no es cierto (estoy descubriendo muchas cosas nuevas :P). He aprendido que esto se produce por el cambio espontáneo (?) de quarks up a down y viceversa.

Sin embargo, en la escuela debo cumplir con las "reglas" y por esas reglas no entiendo realmente $\beta +$ decadencia. Veo $\beta -$ decaen de la siguiente manera:

Un electrón huye de un neutrón y deja un protón. Por eso se obtiene un átomo con un número atómico más alto.

Sin embargo, ¿cómo funcionaría esto con la desintegración beta +? ¿Se puede reducir a este tipo de pensamiento de la escuela secundaria?

Answer 1

De niño, creía que un neutrón "estaba" compuesto por un protón, un electrón y un antineutrino (insignificante) también. Pero eso es realmente erróneo. La desintegración transforma realmente la identidad de un neutrón en la de un protón. El neutrón y el protón son igualmente elementales e igualmente compuestos, de hecho. Microscópicamente, un quark down se transforma en un quark up (en el protón) y en electrón y antineutrino. De nuevo, el down-quark no está "compuesto" por los tres productos: es igual de elemental que el up-quark.

El $\beta^+$ La desintegración es un poco problemática para la imagen errónea del "neutrón compuesto". Pero la única imagen "coherente" es que hay que imaginar simultáneamente que un protón es un compuesto de un neutrón, un positrón y un neutrino. Esta imagen contradice en cierto modo la original $\beta^-$ imagen compuesta para el neutrón (a menos que se esté dispuesto a tolerar una jerarquía infinita de composición), sino porque realmente existe una especie de simetría entre el protón y el neutrón, y entre el $\beta^+$ y $\beta^-$ decaimiento, el protón compuesto (que contiene un neutrón y un positrón) es la única imagen legítima que se puede añadir para el $\beta^-$ decadencia.

Answer 2

Esta es una excelente pregunta y aquí hay una respuesta de nivel escolar.

Observe que $\beta^{+}$ La desintegración nunca se produce para las partículas libres, sino para la materia dentro de un núcleo. De este modo, el protón más ligero puede robar efectivamente cualquier energía que pueda necesitar para decaer al conjunto más pesado de neutrones/leptones/neutrinos. Los protones son partículas muy, muy estables. Su directo nunca se ha observado la decadencia. Así que $\beta^+$ y $\beta^-$ La decadencia es esencialmente diferente.

Answer 3

Funciona con las mismas ideas, sin embargo existe la condición de que al ser el protón una partícula más ligera necesita más energía para poder emitir un positrón(esto puede ser en energía cinética, o más probablemente, en algún núcleo puede tener mucho exceso de energía (está excitado)). Debes recordar que todo quiere perder energía para estar en un estado más estable, por lo que una bola en la cima de la colina tiene un exceso de energía potencial gravitatoria y la pierde cuando rueda hacia abajo. Del mismo modo, un neutrón tiene un poco más de energía de la que le gustaría y, por lo tanto, le gustaría perderla por desintegración beta-menos cuando decae en el muy estable protón. Para el protón, si por alguna razón se le da mucha energía, tendrá más energía de la que contiene un neutrón, por lo que quiere perder energía para estar en un estado más estable (en caso de beta más un neutrón).

Answer 4

$\beta^+$ -puede explicarse como resultado de la colisión de protones nucleares:

$p^+ p^+\to p^+ p^+ W^- W^+ \to (p^+ W^-)\: p^+ W^+\to n\: p^+ e^+ \nu_e$

Comparar con $\beta^-$ -decadencia:

$n \to p^+ W^- \to p^+ e^- \bar{\nu}_e$

Answer 5

Masa del neutrón ~ masa del protón + 2 electrones. Descomposición beta, por la fórmula de Einstein, la masa restante se convierte en energía cinética, la velocidad del protón y del electrón.

Beta- es una reacción exotérmica; desprende energía. Beta+ es endotérmica; necesita energía para producirse, el tipo de energía que está disponible dentro de un núcleo o el corazón de una estrella o un reactor.