Распад нейтрона

Диаграмма Фейнмана для бета-распада нейтрона на протон, электрон и электронное антинейтрино при участии виртуального тяжёлого W-бозона

Бе́та-распа́д нейтро́на — спонтанное превращение свободного нейтрона в протон с излучением β-частицы (электрона) и электронного антинейтрино:

${}_0^1 n \to {}_1^1 p + e^ -+\bar{\nu}_e.$

Спектр кинетической энергии излучаемого электрона лежит в диапазоне от 0 до 782,318 кэВ. Время жизни свободного нейтрона составляет 885,7±0,8 с (что соответствует периоду полураспада 613,9±0,6 с). Прецизионные измерения параметров бета-распада нейтрона (время жизни, угловые корреляции между импульсами частиц и спином нейтрона) имеют важное значение для определения свойств слабого взаимодействия.

Бета-распад нейтрона был предсказан Фредериком Жолио-Кюри в 1934 и открыт в 1948—1950 независимо А. Снеллом, Дж. Робсоном и П. Е. Спиваком. В 2005 был обнаружен радиационный бета-распад нейтрона с излучением гамма-кванта:

${}_0^1 n \to {}_1^1 p + e^ -+\bar{\nu}_e + \gamma.$

Данный канал распада реализуется с вероятностью 0,32±0,16 %. Этот результат пока ожидает подтверждения другими группами исследователей. Должен существовать также канал распада свободного нейтрона в связанное состояние — атом водорода:

${}_1^1 p + e^ - \to {}^1\mathrm{H}.$

Однако из экспериментов известно лишь, что вероятность такого распада меньше 3 % (парциальное время жизни по этому каналу превышает 3×10⁴ с)^[1].

См. также

• Бета-распад
• Распад протона

Литература

• Б. Г. Ерозолимский. Бета-распад нейтрона. Успехи физических наук, 1975, т.116, вып.1, с.145-164.
• Бета-распад нейтрона (статья в «Физической энциклопедии»).
• Компиляция свойств нейтрона Particle Data Group

Ссылки

1. ↑ Green, K., Thompson, D. The decay of the neutron to a hydrogen atom. Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics 16 (4), art. no. 001, pp. L75-L76.[1]