اضمحلال بيتا: الفرق بين النسختين

تم إضافة 66 بايت ، ‏ قبل سنتين
ط
ط (بوت:إضافة مصدر من ويكي الإنجليزية أو الفرنسية (تجريبي))
|archivedate=2013-12-14
|df=
}}</ref><ref>{{cite book|author=Kenneth S. Krane|title=Introductory Nuclear Physics|url=https://books.google.com/books?id=ConwAAAAMAAJ|date=5 November 1987|publisher=Wiley|isbn=978-0-471-80553-3}}</ref><ref>[http://www.physi.uni-heidelberg.de/Publications/ckm_byrne.pdf An Overview Of Neutron Decay]J. Byrne in Quark-Mixing, CKM Unitarity (H. Abele and D. Mund, 2002), see p.XV</ref> ثم اكتشف العلماء أن أشعة بيتا هذه ماهي إلا [[إلكترون|إلكترونات]] تنطلق من [[ذرة|الذرة]]، ولما كان العنصر المصدر لتلك الإلكترونات يتحول أثناء تلك العملية التلقائية إلى عنصر آخر يتلوه مباشرة في [[جدول دوري|الجدول الدوري]] توصلوا إلى حقيقة مصدر تلك الجسيمات فهي تصدر من أنوية تلك العناصر المشعة. وبزيادة الأبحاث إتضح انه يوجد نوعان لهذا التحلل : النوع الأول يحدث لبعض العناصر الغير مستقرة (ذات النشاط الإشعاعي) وتُصدر إلكترونات، والنوع الثاني فهي عناصر تطلق إلكترونات ذات [[شحنة كهربائية]] موجبة فأسموه [[بوزيترون]].(وكلمة بوزيترون تأتي من كلمتي positive electron.) في كلتا الحالتين يتحلل العنصر المـُصدر لتلك الجسيمات إما إلى عنصر آخر يتلوه مباشرة في الجدول الدوري في حالة إصداره إلكترونا، أو يتحلل إلى عنصر قبله مباشرة في الجدول الدوري إذا أشع أو أطلق بوزيترونا. والبوزيترون يتساوى مع الإلكترون في كتلته وفي [[عزم مغزلي|عزمه المغزلي]] (أي عزم دورانه حول محوره مثل المغزل)، ويتساوي معه أيضا في مقدار شحنته الكهربائية ،والاختلاف بينهما يكاد ينحصر في كون الإلكترون سالب الشحنة والبوزيترون موجب الشحنة. والبوزيترون هو [[نقيض إلكترون|نقيض الإلكترون]] وهناك من يسميه (مضاد الإلكترون).
 
== التحلل β− ==
 
في هذا التحلل لأحد العناصر يتحلل أحد نيوترونات النواة بواسطة [[تآثر ضعيف|التآثر الضعيف]] الذي يدخل فيه [[بوزون]] من نوع W− كعامل مساعد، يتحللفيتحلل النيوترون إلى بروتون وإلكترون (جسيم بيتا سالب) ونقيض نيوترينو إلكتروني.
 
:<math>\mathrm {n}^{1}_ {0} \mathrm {n}to \tomathrm {p}^{1}_{1} \mathrm {p+} + \mathrm{e}^{-} + \overline{\nu}_e</math> .
 
وطبقا لقانون [[قانون بقاء الشحنة|انحفاظ الشحنة الكهربائية]] نجد أن [[البروتون]] الناتج عن التحلل شحنته موجبة وهي تساوي تماما شحنة [[الإلكترون]] الناتج أيضا عن التحلل وبذلك تتعادل مجموع الشحنتين اللتين علي اليمين من المعادلة، وإلى اليسار من المعادلة نجد النيوترون وهو متعادل الشحنة الكهربية. بذلك يتحقق قانون احتفاظ الشحنة الكهربية. وكما على يمين المعادلة نجد انطلاق [[نيوترينو|نقيض نيوترينو إلكتروني]]، وهو جسيم كتلته تقترب من الصفر، ولكنه أحد الأطراف الناتجة عن التحلل ويشارك البروتون والإلكترون في حمل الطاقة الناتجة عن التحلل والانطلاق بها خارج النواة وخارج الذرة. ويجدر هنا الإشارة إلى أن نوع التيوترينو المطلق من هذه العملية اسمه نقيض نيوترينو-الإلكترون، بسبب وجود ستة أنواع من النيوترينو، نكتفي هنا بذكر الجسيم المسمى نقيض نيوترينو الإلكترون، كما يسميه البعض (مضاد نيوترينو- الإلكترون).
[[ملف:Beta Negative Decay.svg|left|300px| thumb |شكل طبقا لاقتراح فينمان لتوضيح تحلل النيوترون إلى بروتون مع إطلاق نقيض نيوترينو-الإلكترون، في وجود البوزيترونبوزون W− كعامل مساعد.]][[ملف:Beta-minus Decay.svg|يمين|250px |thumb |صورة لظاهرة تحلل بيتا حيث يتحلل أحد نيوترونات النواة متحولا إلى بروتون ومطلقاً إلكترون ونيوترينو]]
 
[[ملف:Beta-minus Decay.svg|يمين|250px |thumb |صورة لظاهرة تحلل البيتا حيث يتحلل أحد نيوترونات النواة متحولا إلى بروتون ومطلقاً إلكترون ونيوترينو]]
* لا يزال عالم الذرة والجسيمات الأولية يحمل كثيرا من علامات الاستفهام، وطبقا لنظرية جديدة بدأت تأخذ مكانتها بين العلماء منذ 1980، نوضح تحلل التحلل بإصدار إلكترونا كما في الشكل. تقول النظرية الجديدة أن النيوترون مكون من ثلاثة جسيمات صغيرة اسمها [[كوارك|كواركات]] وهم من نوع u,d,d. وأن البروتون هو الآخر مكون من ثلاثة أنواع أخرى من الكواركات، وهم كما في الشكل u,d,u. وأن ما يحدث خلال التحلل هو تحلل أحد كواركات النيوترون من نوع d إلي كوارك من نوع u مع إطلاق إلكترونا ونقيض نيوترينو-الإلكترون، فيصبح بروتونا. وهذا ما يوضحه الشكل على اليسار حيث تسير عملية التحلل من أسفل إلى أعلى.
* في الواقع يتحلل النيوترون الحر، أي الطليق غير محبوس داخل نواة ذرة، يتحلل خلال 15 دقيقة على النحو الموصوف أعلاه. ونفس هذه العملية يتبعها النيوترون عندما يتحلل وهو حبيس داخل نواة الذرة. وكل ما في الأمر أنه داخل النواة يستطيع التمتع بحياة أطول عنه من أن يكون حرا طليقا. ففي النواة يستطيع النيوترون العيش لمدة ملايين السنين أو أحيانا لمدة ثوان فقط، كل ذلك يعتمد على نوع العنصر الداخل في تكوينه.
== تحلل β+ ==
سنستعمل شكل فينمان الذي شرح لنا كيفية تحلل النيوترون إلي بروتون وإلكترون ونقيض نيوترينو-الإلكترون بوساطة أحد الجسيمات الثقيلة المسماة W−. في حالة التحلل بإصدار بوزيترونا (e+) لا بد من تواجد فائض من الطاقة في نواة الذرة تكفي لتكوين البوزيترون (وكتلتهكتلته مساوية مثللكتلة الإلكترون = 0,511 MeV). (وهذا مثال لتحول الطاقة إلى كتلة لها وزن بحسب علاقة أينشتينأينشتاين التي تعطينا العلاقة بين الكتلة والطاقة E=m.c**2، انظر [[تفاعل نووي]]mc<sup>2</sup>). ويتم هذا التحلل بوساطةبواسطة توزونبوزون ثقيل مع إطلاق نيوترينو-إلكترون :
 
<math>\mathrm {p}^ {+} + energy \to \mathrm {n}^ {0} + \mathrm{e}^{+} + \ {\nu}_e</math>
energy + p+ → n0 + e+ + νe
 
ويلاحظ هنا أن التحلل بإطلاق البوزيترون ليس كالتحلل بإطلاق الإلكترون، لأن البروتون أخف من النيوترون ولابد من تواجد طاقة كافية لتوليد البوزيترون، وهذه الطاقة تـُستمد من نواة الذرية. وبدونها لا يمكن تحول البروتون إلى نيوترون.