--- Questa e-mail è priva di virus e malware perché è attiva la protezione avast! Antivirus. http://www.avast.com From elio.fabri_at_tiscali.it paolrus_at_libero.it Fri Jul 25 22:17:32 2014 To: it_at_scienza.it Return-Path: <elio.fabri_at_tiscali.it paolrus_at_libero.it> Status: O paolrus_at_libero.it To: it_at_scienza.it Return-Path: <elio.fabri_at_tiscali.it paolrus_at_libero.it> Status: O From: Elio Fabri <elio.fabri_at_tiscali.it> Subject: Re: domanda da idiota Date: Fri, 25 Jul 2014 22:17:32 +0200 Message-ID: <c3fss1Fd2vgU1_at_mid.individual.net> MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8; format=flowed Content-Transfer-Encoding: 8bit X-Orig-X-Trace: individual.net 3/9BUL8nvr+Cu6t6/2IRAwD/JIuJ9pHhc6obF6Kmjfx5r1BNA= Cancel-Lock: sha1:+3GjaBcR4kpO+N0sfH1YFwyeCxY= rv:24.0) Gecko/20100101 Thunderbird/24.2.0 X-Originating-IP: 130.133.4.6 X-Zedat-Hint: R Approved: robomod_at_news.nic.it (1.22) Organization: Robomoderatore (by Md) Bytes: 7319 Status: O Content-Length: 5978 From: Paolo Russo <paolrus_at_libero.it> Subject: Re: domanda da idiota Date: Wed, 23 Jul 2014 13:32:09 +0200 Butterfly Dragon ha scritto: > Un neutrone decade ogni 15 minuti, Beh, insomma... Dire che la vita media è 15 minuti è un conto, dire che decade "ogni 15 minuti" un altro. > il risultato del decadimento è un protone, un neutrino, un fotone > di raggi gamma ed un elettrone. Il fotone te lo sei sognato. Il neutrino è più esattamente un antineutrino-e. > Da quello che ho capito quando siamo all'interno di un nucleo le forze > in gioco fanno si' che semplicemente un protone decade in un protone e > "la rimanenza" viene riassorbita da un protone che diventa neutrone. > Quindi si "scambiano di posto". A parte il refuso, non so dove hai pescato questo racconto... Vedi appresso per una spiegazione (secondo me) migliore. > Questo FINCHE' l'atomo e' piccolo, più neutroni ci sono più l'atomo > diventa instabile perché non riesce a "contenere" il decadimento dei > neutroni. No, non è così. V. dopo. > Ho detto cazzate finora? Un bel po' :-) > Se non ne ho dette, vorrei capire un'altra cosa: in una stella di > neutroni... cosa succede per i processi detti sopra? Invece se ne hai dette la domanda è annullata? :-) Vediamo di mettere un po' d'ordine. Intanto si tratta di un argomento assai complesso, dove intervengono vari aspetti della fisica delle interazioni fondamentali. Raccontarlo in poche parole e senza le basi necessarie è impresa proibitiva, comunque oltre le mie possibilità... Il processo di cui hai parlato all'inizio, per un neutrone libero, è n --> p + e- + antinu_e. Consideriamo le masse: in cifra tonda il neutrone supera la somma delle masse di p ed e- (trascuro antinu) per 0.78 MeV e quindi questa sarà la somme delle energie cinetiche delle tre particelle emesse nel decadimento. (Chiedo scusa: senza pensarci ho espresso le masse in MeV: queste in realtà sono le energie m*c^2. Però è troppo comodo, e continuerò così.) Il processo di decadimento del protone sarebbe p --> n + e+ + nu_e ma qui la massa a sinistra è inferiore per 0.78 MeV rispetto a quella a destra: ergo il protone non decade. Dico subito che allo stato attuale delle conoscenze in realtà p e n sono particelle composte: p = (uud), n = (udd) e il decadimento è in sostanza la trasformazione di un quark d in uno u: d --> u + e- + antinu_e. Andando ancora più a fondo il processo sarebbe in due stadi: d --> u + W- W- --> e- + antinu_e. Però a livello di quark e peggio ancora se si tira in ballo il W, siamo in un campo assai più complesso, in cui per es. non ha senso tentare il semplice conto della conservazione dell'energia che ho fato all'inizio. Quel conto è corretto per semplici stati legati, stabili o quasi; non per sistemi come i 3 quark (con accompagnamento di gluoni...) o per il W- virtuale. Che cosa succede in un nucleo? Te l'ha già deto Paolo Russo, te lo ripeto solo (forse) in modo più ordinato. Ipotizziamo il decadimento del neutrone che con un protone forma il deutone. Avremmo: d --> p + p + e- + antinu_e Ma i conti non tornano, perché la massa del deutone è inferiore per 1.44 MeV ala somma delle masse a destra. Quindi niente decadimento. le cose vanno così perché il deutone è *legato*: occorrono 2.22 MeV per scomporlo in n + p. Ed è legato grazie alla /forza nucleare/ (v. appresso). Vediamo un esempio diverso: il decadimento del C14. C14 --> N14 + e- + antinu_e. Qui abbiamo un neutrone che diventa protone, e andando a guardare le masse avanzano 0.156 MeV, che al solito troviamo come energia cinetica dei prodotti. Come mai la differenza (piccola)? Qui le cose si fanno difficili, e sono un po' quello che ha detto Soviet_Mario: > ho visto che quando sia "p" che "n" sono entrambi pari, gli atomi > sono di gran lunga più stabili, il contrario quando sono entrambi > dispari, mentre non ho capito se ci sono preferenze per avere pari "n" > e dispari "p" piuttosto che il contrario, né da cosa dipenda tutto > ciò²) In N14 sia N (num. neutroni) sia Z (num. protoni) sono dispari, mentre in C14 sono entrambi pari. Eppure l'energia di legame di N14 è maggiore. Questo dipende dal fatto che c'è una differenza tra le forze n-n e p-p da un lato, e quella n-p dall'altro: quest'ultima è maggiore. Di conseguenza sono più stabili nuclei con ugual numero di neutroni e protoni. Però... Però c'è l'interazione elettrostatica, che è repulsiva tra protoni, e rende tanto meno stabile un nucleo quanto più esso abbonda di protoni. Nel caso C14 - N14 vince il primo effetto: è più importante avere N=Z. Ma da un certo punto in poi non è più così, per la ragione che ha detto sempre Soviet_Mario: > Sapevo invece che più PROTONI ci sono e più l'atomo diventa > instabile (perché la forza forte decade più rapidamente con la > distanza di quella elettromagnetica, e non riesce a legare a lungo > raggio atomoni troppo grossi). Più esattamente, il legame della forza nucleare è solo tra nucleoni *vicini*, e quindi la corrisp. energia di legame cresce grosso modo come A = N+Z. Invece la repulsione elettrostatica dà un contributo che va come Z^2/R (R raggio nucleare) e siccome R va come A^(1/3), cresce come Z^2/A^(1/3). Perciò se A è grande, sono più stabili i nuclei con relativamente pochi protoni. Quindi è l'opposto: sono i troppi protoni che destabilizzano il nucleo. Esempi quanti ne vogliamo: per es. per A = 238 il nuclide più legato è il plutonio Pu238 (Z=94), seguito dall'uranio U238 (Z=92). Notare che sono entrambi instabili, ma per una ragione diversa: oltre alla trasf. n --> o p--> n c'è un altro modo di decadimento, in cui il nucleo perde un'alfa (He4, ossia due neutroni e due protoni. A questo punto vorresti ancora sapere delle stelle di neutroni? Magari un altro giorno :-) -- Elio FabriReceived on Thu Jul 24 2014 - 16:34:12 CEST
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