¿Cómo podría una línea monocromática en el espectro de desintegración ββ\beta ignorar la existencia de neutrinos?

Al leer sobre la historia del descubrimiento del neutrino, me encontré con los siguientes párrafos en las notas de mi disertante:

(...) los físicos estaban desconcertados por el continuo espectro de β -decae. En este proceso, un núcleo se transforma en otro con la emisión de un electrón:

(1) Z A X → Z + 1 A X ′ + mi − ( + . . . ) .

Solo se podían ver los núcleos padre e hijo y el electrón. Sobre la base de estas observaciones, de acuerdo con la conservación de la energía y el momento, el electrón debería transportar una energía correspondiente a la diferencia de masa entre los núcleos padre e hijo. Por lo tanto, debe haber una línea monocromática en el β -espectro, en desacuerdo con las observaciones.

No entiendo cómo sería una línea monocromática en el β -espectro indica que el electron porta la energia correspondiente a la diferencia de masa? ¿Cómo ignoraría esto el concepto de neutrino, si fuera cierto, por supuesto?

Respuestas (1)

Si una partícula (o núcleo) se desintegra en 2 partículas hijas, entonces sus energías son fijas. Esto es fácil de ver. Si el padre está en reposo y uno de ellos tiene impulso pag → entonces el otro debe tener − pag → , por conservación de la cantidad de movimiento. Si la energía disponible es Δ mi entonces la conservación de la energía dice Δ mi = pag 2 / 2 metro 1 + pag 2 / 2 metro 2 , o el equivalente relativista si es aplicable. Así que en un decaimiento dado ( Δ mi , metro 1 , y metro 2 se especifican) siempre tienes el mismo pag y una hija tiene la misma energía. Esto es lo que sucede en α decadencia y γ decadencia.

Si una partícula (o núcleo) se descompone en 3 partículas hijas, hay más opciones abiertas. Δ mi se pueden compartir entre ellos de diferentes maneras, aún conservando el impulso. Se producen casos límite interesantes si una partícula tiene un impulso cero y las otras dos están espalda con espalda, por lo que el electrón puede tener una energía cinética de 0, hasta su máximo cuando el núcleo hijo está en reposo y la energía es compartida entre el electrón y el neutrino. que es lo que pasa en β decadencia.

Otra forma de verlo es que para 2 desintegraciones de cuerpos hay 6 parámetros (los componentes de cantidad de movimiento de los dos hijos) y 4 ecuaciones de restricción de energía-cantidad de movimiento, dejando solo dos parámetros libres, que corresponden a la orientación angular de la descomposición. Para las desintegraciones de 3 cuerpos, hay 9-4=5 parámetros libres, que se pueden escribir como los tres ángulos de Euler del plano de desintegración y dos fracciones de energía relativas.

A menos que me malinterprete, ¿una línea monocromática no representa una energía fija? Pero el impulso pag → es libre de variar sin restricciones. Esto no conduciría a una línea monocromática.
@SuperfastJellyfish: en la situación de dos cuerpos, la conservación de la energía y el impulso están directamente relacionados, como se indica en la respuesta. No hay parámetros libres. En un problema de 3 cuerpos que ya no es el caso.
@JonCuster Pero no puedo Δ mi ser algo mayor que la energía de enlace? Entonces el exceso será la energía cinética de los constituyentes. De esta manera, las energías cinéticas pueden ser cualquier cosa por encima de ese umbral, como en el efecto fotoeléctrico.
@SuperfastJellyfish: las restricciones para satisfacer tanto la energía como la conservación del impulso significan que no hay parámetros libres. La energía y la cantidad de movimiento de un objeto están directamente relacionadas, al igual que la energía y la cantidad de movimiento del otro.
Δ mi es la energía de enlace. Eso es, C 2 veces el exceso de la masa del padre sobre la suma de las masas de los dos (o tres, o lo que sea) constituyentes.
¿Cómo podría una línea monocromática en el espectro de desintegración ββ\beta ignorar la existencia de neutrinos?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v