Kernfysica, verval van neutron

[Maus]

Met natuurkunde hebben we vandaag behandeld dat een neutron kan uitéénvallen in een proton en een electron.

Ik snap wel dat lading en massa kloppen als je ze bij elkaar optelt dat je dan een neutron krijgt, maar voor zover ik weet bestaan neutronen uit quarks.

Hoe kan het zijn dat een neutron met zijn 3 quarks uitéénvalt in 3 quarks van een proton en nog een elektron?

[Rov]

Ik ben hier niet erg onderlegd in maar mijn eerste reactie zou zijn, massa=energie en energie=massa.

[Maus]

Das waar ja, maar kan energie zomaar in exacte massa's veranderen? Ik zou graag een eractievergelijking willen zien die uitlegt hoe die neutron in een proton en electron vervalt. (maybe off-topic maar wanneer en hoe veranderd energie dan in massa?)

[Bruce]

Dat komt doordat de zwakke kernkracht, waarmee dit proces gebeurt, quarks laat veranderen in smaak. In neutron verval gebeurt het volgende:

In het neutron (udd): Een d-quark wordt u-quark + W boson, vervolgens vervalt het W boson in een electron en een anti neutrino (dit gebeurd in minder dan 10^24 sec, het W boson leeft dus maar heel kort).

Het resultaat is dan: (duu) + electron + anti-neutrino = proton + electron +antineutrino.

Op de middelbare school wordt het antineutrino meestal niet genoemd. Het is namelijk (bijna) niet te detecteren en is irrelevant voor het onderwerp radioactiviteit zoals het op de middelbare school gepresenteerd wordt.

Je kan het aan je natuurkunde leraar vragen, (over dat anti neutrino), misschien vind hij het leuk en zal hij je iets vertellen en over vroeger en over leptongetallen, maar misschien ook niet.

[Antoon]

Inderdaad: het d wordt een u en zend tegelijk een W- uit. Het W- vervalt vervolgens (heeeeel erg snel) tot een electron. Grafisch geef je dat zo weer (tijd loopt naar rechts):



En voor de perfectionisten onder ons: er komt verder nog een anti electron-neutrino vrij, geen gewoon neutrino.

hier zie je het verval in tekening weer gegeven.

Je ziet hier ook de twee processen die spelen.

eerst vervalt een Up-quark naar een downquark en zend een W^-boson uit. en dat boson vervalt dan weer tot een electron en een anti electron neutrino (dit hoefde wij niet te weten, wij leerden enkel

Neuton->proton+electron(Beta)

dit is dus erg kort door de bocht. het lijkt alsof er maar één verval plaats vind, terwijl het er dus twee zijn. Je kan je afvragen waarom sommige neutronen in bepaalde kernen vervallen en andere niet.