Бета-распад нейтрона

Бета-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 19481950 независимо А. Снеллом, Дж. Робсоном и П. Е. Спиваком.

Содержание

Редкие каналы распада

В 2005 был обнаружен[1] предсказанный ранее 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. Спектр гамма-квантов должен лежать в диапазоне от 0 до 782 кэВ и зависеть от энергии (в первом приближении) как E−1. С физической точки зрения, этот процесс представляет собой тормозное излучение образующегося электрона.

Должен существовать также канал распада свободного нейтрона в связанное состояние — атом водорода ({}_1^1 p   + e^ - = {}^1\mathrm{H}):

{}_0^1 n \to {}^1\mathrm{H} +\bar{\nu}_e.

Однако из экспериментов известно лишь, что вероятность такого распада меньше 3 % (парциальное время жизни по этому каналу превышает 3·104 с)[2]. Теоретически ожидаемая вероятность распада в связанное состояние по отношению к полной вероятности распада равна 3,92·10−6[3]. Связанный электрон для выполнения закона сохранения углового момента должен возникать в S-состоянии (с нулевым орбитальным моментом), в том числе с вероятностью ≈84 % — в основном состоянии, и 16 % — в одном из возбуждённых S-состояний атома водорода[4].

См. также

Примечания

  1. Kolhidashvili, R.U.; Severijns, N.; Zimmer, O.; Wirth, H.-F.; Rich, D.; Tolokonnikov, S.V.; Solovei, V.A. & Kolhidashvili, M.R. (2005), "Discovery of the neutron radiative decay", arΧiv:nucl-ex/0512001 
  2. Green, K., Thompson, D. (1990). «The decay of the neutron to a hydrogen atom». Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics 16 (4): L75—L76. DOI:10.1088/0954-3899/16/4/001.
  3. Faber, M., et al. On Continuum-State and Bound-State Beta Decay Rates of the Neutron. arxiv:0906.0959 (2009).
  4. Dirk Dubbers and Michael G. Schmidt (2011). «The neutron and its role in cosmology and particle physics». Reviews of Modern Physics 83: 1111–1171. DOI:10.1103/RevModPhys.83.1111.

Литература



Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Бета-распад нейтрона" в других словарях:

  • Распад нейтрона — Диаграмма Фейнмана для бета распада нейтрона на протон, электрон и электронное антинейтрино при участии виртуального тяжёлого W бозона Бета распад нейтрона спонтанное превращение свободного нейтрона в протон с излучением β частицы (электрона) и… …   Википедия

  • Бета-распад — У этого термина существуют и другие значения, см. Бета.     Ядерная физика …   Википедия

  • БЕТА-РАСПАД — (b распад). самопроизвольные (спонтанные) превращения нейтрона n в протон р и протона в нейтрон внутри ат. ядра (а также превращение в протон свободного нейтрона), сопровождающиеся испусканием эл на е или позитрона е+ и электронных антинейтрино… …   Физическая энциклопедия

  • Бета-распад — самопроизвольные превращения нейтрона в протон и протона в нейтрон внутри атомного ядра, а также превращение свободного нейтрона в протон, сопровождающееся испусканием электрона или позитрона и нейтрино или антинейтрино. двойной бета распад… …   Термины атомной энергетики

  • БЕТА-РАСПАД — бета распад, радиоактивные превращения атомных ядер, в процессе к рьхх ядра испускают электроны и антинейтрино (бета распад) либо позитроны и нейтрино (бета+ распад). Вылетающие при Б. р. электроны и позитроны носят общее назв. бета частиц. При… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • БЕТА-РАСПАД (b-распад) — самопроизвольное превращение ядер, сопровождающееся испусканием (или поглощением) электрона и антинейтрино или позитрона и нейтрино. Известны типы бета распада: электронный распад (превращение нейтрона в протон), позитронный распад (протона в… …   Большой Энциклопедический словарь

  • Бета-распад — (β распад) радиоактивные превращения атомных ядер, в процессе которых ядра испускают электроны и антинейтрино (β распад) либо позитроны и нейтрино (β+ распад). Вылетающие при Б. р. электроны и позитроны носят общее название бета частиц (β частиц) …   Российская энциклопедия по охране труда

  • Бета-распад —         β распад, радиоактивный распад атомного ядра, сопровождающийся вылетом из ядра электрона или позитрона. Этот процесс обусловлен самопроизвольным превращением одного из нуклонов ядра в нуклон другого рода, а именно: превращением либо… …   Большая советская энциклопедия

  • бета-распад — {{бета расп{}а{}д}} а; м. Физ. Радиоактивное превращение атомного ядра, при котором испускаются электрон и антинейтрино, либо позитрон и нейтрино. * * * бета распад (β распад), самопроизвольное превращение ядер, сопровождающееся испусканием (или… …   Энциклопедический словарь

  • БЕТА-РАСПАД — (В распад), самопроизвольное превращение атомных ядер, сопровождающееся испусканием (или поглощением) электрона и антинейтрино или позитрона и нейтрино. Известны типы Б. р.: электронный распад (превращение нейтрона в протон), позитронный распад… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

Книги



Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»