Время жизни квантовомеханической системы

Время жизни квантовомеханической системы

Вре́мя жи́зни квантовомеханической системы (частицы, ядра, атома, энергетического уровня и т. д.) — промежуток времени \tau, в течение которого система распадается с вероятностью 1-1/e\,, где e = 2,71828… — число Эйлера. Если рассматривается ансамбль независимых частиц, то в течение времени \tau число оставшихся частиц уменьшается (в среднем) в е раз от количества частиц в начальный момент. Понятие «время жизни» применимо в условиях, когда происходит экспоненциальный распад (то есть ожидаемое количество выживших частиц N зависит от времени t как

N(t) = N_0\exp(-t/\tau)\;,

где N0 — число частиц в начальный момент). Например, для осцилляций нейтрино этот термин применять нельзя.

Время жизни связано с периодом полураспада T1/2 (временем, в течение которого число выживших частиц в среднем уменьшается вдвое) следующим соотношением:

\tau = T_{1/2}/\ln2 = T_{1/2}/0{,}693\ldots\;.

Величина, обратная времени жизни, называется константой распада:

\lambda = 1/\tau\;.

Экспоненциальный распад наблюдается не только для квантовомеханических систем, но и во всех случаях, когда вероятность необратимого перехода элемента системы в другое состояние за единицу времени не зависит от времени. Поэтому термин «время жизни» применяется в областях, достаточно далёких от физики, например, в теории надёжности, фармакологии, химии и т. д. Процессы такого рода описываются линейным дифференциальным уравнением

-\frac{dN(t)}{dt} = \frac {N(t)}{\tau},

означающим, что число элементов в начальном состоянии N(t) убывает со скоростью -\frac{dN(t)}{dt}, пропорциональной N(t). Коэффициент пропорциональности равен 1/\tau\;. Так, в фармакокинетике после разового введения химического соединения в организм соединение постепенно разрушается в биохимических процессах и выводится из организма, причём если оно не вызывает существенных изменений в скорости действующих на него биохимических процессов (т.е. воздействие линейно), то уменьшение его концентрации в организме описывается экспоненциальным законом, и можно говорить о времени жизни химического соединения в организме (а также о периоде полувыведения и константе распада).

См. также

Ссылки


Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Время жизни квантовомеханической системы" в других словарях:

  • Время жизни (значения) — Время жизни: англ. Time to live (TTL) в компьютерных сетях  предельное число переходов или период времени, в течение которого пакет может существовать до своего исчезновения. Время жизни квантовомеханической системы  промежуток… …   Википедия

  • Время жизни — квантовомеханической системы (частицы, ядра, атома, энергетического уровня и т. д.) промежуток времени τ, в течение которого система распадается с вероятностью где e = 2,71828… основание натуральных логарифмов. Если рассматривается ансамбль… …   Википедия

  • Продолжительность жизни — Продолжительность жизни: Видовая продолжительность жизни Максимальная продолжительность жизни термин применяется в тех случаях, когда говорят о растениях и животных. Ожидаемая продолжительность жизни термин применяется в тех случаях, когда речь… …   Википедия

  • Продолжительность жизни (значения) — Продолжительность жизни: Видовая продолжительность жизни Максимальная продолжительность жизни термин применяется в тех случаях, когда говорят о растениях и животных. Ожидаемая продолжительность жизни термин применяется в тех случаях, когда речь… …   Википедия

  • Период полураспада — квантовомеханической системы (частицы, ядра, атома, энергетического уровня и т. д.)  время T½, в течение которого система распадается с вероятностью 1/2. Если рассматривается ансамбль независимых частиц, то в течение одного периода …   Википедия

  • Ширина распада — Ширина распада  физическая величина, характеризующая нестабильную квантовомеханическую систему (распадающийся атомный уровень, радиоактивное ядро и т. п.). Имеет размерность энергии, обозначается греческой буквой Γ. Временная… …   Википедия

  • Ширина уровня —         неопределённость энергии квантовомеханической системы, обладающей дискретными уровнями энергии Ek (атома, молекулы, атомного ядра), в состоянии, которое не является строго стационарным. Ш. у. (ΔEk), характеризующая размытие уровня энергии …   Большая советская энциклопедия

  • Полупериод распада — Период полураспада квантовомеханической системы (частицы, ядра, атома, энергетического уровня и т. д.)  время T½, в течение которого система распадается с вероятностью 1/2. Если рассматривается ансамбль независимых частиц, то в течение одного… …   Википедия

  • Полураспад — Период полураспада квантовомеханической системы (частицы, ядра, атома, энергетического уровня и т. д.)  время T½, в течение которого система распадается с вероятностью 1/2. Если рассматривается ансамбль независимых частиц, то в течение одного… …   Википедия

  • Резонансы —         резонансные частицы, короткоживущие возбуждённые состояния сильно взаимодействующих элементарных частиц (См. Элементарные частицы) (адронов). В отличие от др. нестабильных частиц, Р. распадаются в основном за счёт сильных взаимодействий… …   Большая советская энциклопедия


Поделиться ссылкой на выделенное

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