Fisica nucleare

Interazione debole

un decadimento αun decadimento β-
decadimento_alfa (7K) decadimento_beta (7K)
Americio si trasforma in Nettunio con emissione di una particella α Trizio (un isotopo dell'idrogeno) si trasforma in Elio 3 (isotopo dell'elio) con emissione di un elettrone

Mentre il decadimento α si spiegava facilmente mediante l'emissione di una particella α o nucleo di elio, composto da due protoni e da due neutroni, il decadimento β- (c'è anche un decadimento β+) poneva seri problemi: in questa reazione, il numero atomico aumenta di uno, il numero di massa rimane invariato e viene emesso un elettrone. La massa e la carica si conservano, ma ..

Se il nucleo è composto da protoni e neutroni, da dove vengono gli elettroni emessi?

Come sappiamo dalla fisica quantistica, gli elettroni hanno una massa troppo piccola per poter essere confinati nel nucleo! Inoltre c'erano ancora una volta problemi di conti con l'energia!

fermi (8K)

L'interpretazione di Enrico Fermi

Nel 1933 il fisico italiano Enrico Fermi dà la seguente interpretazione del decadimento β-

Un neutrone del nucleo si trasforma in un protone con l'emissione di un elettrone e di un antineutrino

betameno (2K)

In questo modo si salva la conservazione dell'energia (con l'antineutrino) e si risolve il problema degli elettroni: mentre il protone rimane nel nucleo, incrementando di 1 il numero atomico, l'elettrone, che non può rimanere intrappolato nel nucleo, viene espulso.

Oltre al decadimento β- esiste anche un decadimento β+ in cui il numero atomico diminuisce di 1 e viene espulso un positrone o antielettrone, cioè un elettrone positivo. Fermi spiega in modo analogo il decadimento β+

Un protone del nucleo si trasforma in un neutrone con l'emissione di un positrone e di un neutrino

betapiu (2K)
debole (4K)

Oggi i decadimenti β sono classificati come interazione debole in base al particolare tipo di forza nucleare coinvolta.


Copyleft Ludovica Battista

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