¿Hacia dónde se dirige la emisión de un material radiactivo?
Mi intuición y conocimiento previo dirían firmemente que apunta en todas las direcciones hacia afuera del núcleo atómico. Pero digamos que tenemos un núcleo atómico que sufre una desintegración alfa en el origen en un plano cartesiano imaginario, ¿cuál sería el ángulo de un átomo de helio específico en el tiempo ? ¿Existen procedimientos experimentales o cálculos que puedan resolver esto?
Supongo que encerrar el material radiactivo dentro de una esfera que pueda detectar la emisión sería el truco, pero ¿hay alguna hipótesis o información de fondo sobre las posibles relaciones de tal manera que "favorecería" una dirección a otra?
Además, ¿es posible "detener" la emisión en una dirección determinada? No necesariamente bloqueando el material de modo que las emisiones en ese plano sean absorbidas, sino dirigiendo el núcleo para que emita en una dirección determinada.
Sin algún mecanismo de alineación externo, como un fuerte campo magnético, no existe un sistema de coordenadas de laboratorio definido que coincida con los núcleos (o átomos). Eso significa que no conocemos el sistema de coordenadas del átomo/núcleo (para simplificar usaré la palabra núcleo , pero podría referirse a un sistema más complejo) y, en consecuencia, la dirección de emisión de una sola partícula (masiva o fotónica). ) no tiene sentido para el laboratorio y parecería totalmente aleatorio.
Para superar esto, necesitamos medir la dirección relativa de una emisión que coincide con otra del mismo núcleo. En otras palabras, un partícula seguida de una , o dos rayos de un núcleo. En ese caso, usamos la dirección de una de las partículas para establecer el sistema de coordenadas del núcleo en relación con el laboratorio (generalmente denominado eje z ) , luego conocemos la dirección de la otra partícula en relación con las coordenadas del núcleo.
Si hacemos esto suficientes veces, con suficiente precisión, obtendremos una distribución angular distinta (no aleatoria) de la segunda partícula. En teoría, eso se relaciona con el momento angular cuántico de la segunda partícula, que se puede relacionar con varios parámetros del modelo nuclear diferentes, como el cambio de momento angular, la forma del núcleo y las interacciones de las partículas nucleares.
Si enfriamos los núcleos a temperaturas muy bajas (milikelvin), el núcleo de interés tiene un momento magnético distinto de cero y aplicamos un campo magnético grande (> 1 tesla), podemos obtener una población lo suficientemente grande de núcleos que se alinean con campo. De esa manera podemos aprender sobre la dirección de la partícula primaria y no necesitamos el método de coincidencia.
La pregunta no es un duplicado, pero esta descripción de un artículo clásico subestimado es bastante relevante.
Ese documento y su pregunta discuten las desintegraciones de "onda s" que tienen simetría esférica. Las desintegraciones que llevan un momento angular distinto de cero pueden tener distribuciones angulares no triviales de la "onda p" y armónicos esféricos superiores. Sin embargo, la simetría esférica se restaura si el conjunto de núcleos en descomposición no está polarizado. Actualmente tiene otra respuesta que describe la detección de coincidencias como una herramienta para identificar correlaciones angulares en cascadas de desintegraciones de un solo núcleo cuya polarización inicial se desconoce.
La interacción débil también puede producir distribuciones angulares que violan la paridad en decaimientos de muestras polarizadas. Las distribuciones que violan la paridad suelen ser una pequeña corrección de una distribución de decaimientos mayoritariamente esférica, porque la interacción débil es... débil.
herrero37
jon custer