Re: RadioattivitÓ

From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: 1999/02/01

Luca Grosset ha scritto:
> Tuttavia durante questo decadimento l'atomo espelle
> anche una particella beta (che in questo caso � un
> elettrone) e un neutrino. Dove va a trovare l'atomo
> queste due particelle?
e non mi pare che su questo abbia avuto una risposta, almeno non
esplicita.
La risposta e' che non le trova da nessuna parte: e' un fatto generale,
scoperto appunto all'inizio neidecadimenti radioattivi, che le
particelle possono essere create e distrutte.
Se un neutrone isolato decade in protone, elettrone e antineutrino, non
devi pensare che queste particelle fossero in qualche modo "dentro" il
neutrone: nascono in quel momento, mentre il neutrone scompare.
Ormai processi del genere sono comunissimi nella fisica delle particelle
e non meravigliano piu' chi ci ha fatto l'abitudine. La tua domanda e'
interessante proprio perche' mostra il "cambiamento di paradigma" che
occorre fare per entrare in un campo nuovo della fisica.

Amedeo ha scritto:
> Per capire la ragione per cui e' necessaria anche la particella
> neutrino si puo' pensare alla seguente considerazione: se gli atomi
> emettono questi raggi beta (elettroni con energia cinetica non
> nulla, e quindi con una quantita' di moto) e si osserva (con grande
> evidenza sperimentale) che praticamente l'atomo resta "fermo", come
> si conserva la quantita' di moto del sistema?
Scusa, ma questo e' sbagliato. Non e' per questo che ci vuole il
neutrino, e infatti non e' vero che elettrone e neutrino vengano emessi
con q. di moto opposte, come ha spiegato Lhotse.
Data la piccolissima massa dell'elettrone rispetto al nucleo, il rinculo
di questo non e' facilmente osservabile, e comunque di regola il nucleo
prende una parte non trascurabile della q. di moto.

Luca Grosset ha scritto:
> Prendiamo un atomo che decade
> con una reazione beta - , ad esempio
> Th (A=234, Z=90) questo atomo dopo
> il decadimento diventa Pa (A=234, Z=91).
> Cio' che accade nel nucleo e'
>
> neutrone = protone + elettrone + neutrino
>
> quindi nel nucleo rimane un protone (e il
> numero di massa rimane circa inalterato).
> Inoltre affinche' il numero atomico aumenti
> di uno e' necessario che si aggiunga anche
> un elettrone per bilanciare il numero di
> protoni con il numero di elettroni.
> Ma allora, vista la precedente relazione,
> dovremmo avere che l'atomo radioattivo
> espelle solo un neutrino (e non anche un
> elettrone).
>
> Th (A=234, Z=90) => Pa (A=234, Z=91) + neutrino
>
> Questo mio ragionamento e' errato poiche'
> la relazione corretta e' invece
>
> Th (A=234, Z=90) => Pa (A=234, Z=91) + elettrone + neutrino
>
> Sapresti indicarmi il punto il ragionamento
> precedente non e' corretto?
Mi congratulo: per essere un matematico :-), hai colto un punto di
interesse fisico non trascurabile!

Il punto e' questo: nel decadimento non e' interessato l'atomo, ma solo
il nucleo. Pertanto dopo l'emissione dell'elettrone la carica del nucleo
e' aumentata, e non e' bilanciata dagli elettroni (90 nel tuo esempio).
Risultato: non hai un atomo di Pa (protoattinio) ma uno ione positivo.
In un secondo tempo (quanto lungo dipende dalle condizioni della materia
in cui siamo: gas, solido...) lo ione cattura un elettrone che si trovi
a passare di li', e torna neutro.

Lhotse ha scritto:
> La necessita' di introdurre un neutrino nel decadimento beta
> deriveva sperimentalmente dal fatto che l'elettrone uscente NON era
> monocromatico
Giusto, ma c'e' anche un'altra ragione.
L'esempio classico e' il decadimento beta del carbonio 14, che va in
azoto 14.
Il fatto e' che gli spin dei due nuclei sono noti (risp. 0 e 1) mentre
lo spin dell'elettrone e' 1/2. C'e' dunque uno sbilanciamento, che non
puo' essere attribuito a mom. angolare orbitale dell'elettrone, che e'
sempre intero.
L'unica soluzione era aggiungere un'altra particella di spin 1/2: il
neutrino appunto.
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Elio Fabri
Dip. di Fisica
Universita' di Pisa
Received on Mon Feb 01 1999 - 00:00:00 CET