Beta propadanje je kad nestabilno atomsko jezgro (radioaktivno) propadne emitiranjem beta čestica; kad je beta čestica elektron, to je β– propadanje, a kad pozitrona, β+ propadati.
Rutherford je 1899. godine otkrio beta-zrake, kao posebnu komponentu zraka koje se emitiraju u radioaktivnosti, samo nekoliko godina nakon što je otkrivena i sama radioaktivnost (1896.). Međutim, ovo je beta minus propadanja ... otkriće beta plus propadanja (Irène i Frédéric Joliot-Curie, 1934.) uslijedilo je nakon otkrića pozitrona (u kozmičkim zrakama, 1932.) i (tada) kontroverznog 'izuma' neutrina (Pauli, 1931.) radi računanja kontinuiranog energetskog spektra elektrona u beta raspadu. Također je 1934. Fermi objavio - na talijanskom i njemačkom jeziku (priroda je ideju smatrala previše spekulativnom !!) - svoju teoriju beta raspada (za više detalja pogledajte ovu stranicu o hiperfizici).
U beta minusu propadanja, neutron se pretvara u proton, antineutrino i elektron; ta pretvorba nastaje uslijed slabe interakcije (ili slabe sile) ... donji kvark (u neutronu) postaje up kvark i emitira W– bozon (jedan od tri bozona koji posreduju u slaboj interakciji), koji se potom raspada u elektron i antineutrino.
Beta plus propadanje - koje je poznato i kao inverzno beta raspadanje - uključuje pretvorbu protona u neutron, pozitron i neutrino.
Pa zašto izolirani neutroni propadaju (ali oni u stabilnim jezgrama i oni u neutronskim zvijezdama, ne)? I zašto su izolirani protoni stabilni, ali oni u određenim radioaktivnim jezgrama ne? Sve se svodi na energiju ... ako jedno stanje (recimo izolirani neutron) ima veću energiju od druge (protoni plus elektrona plus antineutrino), prvo će propasti u drugo (barijon broj dva stanja mora biti isti , broj ditto leptona i tako dalje).
Tu je i rijedak dvostruki beta raspad u kojem se emitiraju dvije beta čestice; primijećeno je, u nekim nestabilnim izotopima, kako je i predviđeno. Postoji jedna vrsta dvostrukog beta propadanja - koja se naziva dvostruko beta raspadanje neutrino (slika gore je iz COBRA Projekta, jedna studija o ovom) - koja se intenzivno proučava (iako još nije zabilježeno takvo propadanje), jer možda je jedan od rijetkih lako otvorenih prozora u fiziku izvan standardnog modela (pogledajte ovu WIPP stranicu za više detalja).
Berkeley Lab ima uredan vodič za nuklearni zidni grafikon (podnaslov „Ne trebate biti nuklearni fizičar da biste razumjeli nuklearnu znanost„!) Na beta raspadu, a ova stranica Sveučilišta Ohio - Alfa i beta propadanje - stavlja više tehničkog mesa na gole pregledne kosti.
Guranje uljudnih granica znanosti o Dark Matteru priča je svemirskog magazina koja se tangencijalno odnosi na beta raspadanje (to je u komentarima!).
Postoje li relevantne epizode iz astronomske baštine? Naravno! Nukleosinteza: elementi od zvijezda, jakih i slabih nuklearnih sila i antimaterije.
Izvor:
Wikipedija
