តើនឺត្រុងបំបែកទៅជាភាគល្អិតអ្វីខ្លះ? នឺត្រុងក៏ពុករលួយជាមួយនឹងការបំភាយហ្វូតូន

នឺត្រុង បេតា ឌីស៊ី ការបំប្លែងនឺត្រុងសេរី n ទៅជាប្រូតុង p អេឡិចត្រុង អ៊ី និងអេឡិចត្រុង អង់ទីណូទ្រីណូ វ៉? e បណ្តាលមកពីអន្តរកម្មខ្សោយ: n → p + e - + v? អ៊ី ថាមពលដែលបានបញ្ចេញនៅក្នុងដំណើរការនេះគឺ 783 keV; វាត្រូវបានចែកចាយជាចម្បងរវាងអេឡិចត្រុង និងអង់ទីណូទីណូ ដែលហោះហើរក្នុងទិសដៅផ្សេងៗគ្នា ហើយប្រូតុងមានចម្ងាយពី ០ ដល់ ៧៥១ អ៊ីវី។

ការពិសោធន៍ដំបូងដែលអត្ថិភាពនៃការពុកផុយនៃនឺត្រុងបេតាត្រូវបានរកឃើញ និងការប៉ាន់ប្រមាណដំបូងនៃអាយុកាលនឺត្រុង (ឧ. ពេលវេលាដែលចំនួននឺត្រុងថយចុះដោយកត្តាអ៊ី) ត្រូវបានធ្វើឡើងដោយ A. Snell (សហរដ្ឋអាមេរិក) , G. Robson (កាណាដា) និង P.E. Spivak (សហភាពសូវៀត) នៅចុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1940 នៅពេលដែលម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរដែលមានលំហូរនឺត្រុងខ្លាំងបានបង្ហាញខ្លួន។ នៅក្នុងការពិសោធន៍ទាំងនេះ ចំនួនប្រូតុង ឬអេឡិចត្រុងដែលបញ្ចេញចេញពីតំបន់ដែលបានជ្រើសរើសនៃធ្នឹមនឺត្រុង និងចំនួននឺត្រុងនៅក្នុងតំបន់នេះត្រូវបានវាស់។ ចាប់តាំងពីពេលនោះមក ការសិក្សាអំពីការពុករលួយនឺត្រុងបេតា - ដំណើរការដែលលក្ខណៈសម្បត្តិនៃអន្តរកម្មខ្សោយលេចឡើងក្នុងទម្រង់ស្ទើរតែសុទ្ធ - ត្រូវបានបន្តយ៉ាងខ្លាំងក្លា។

ទ្រឹស្តីទំនើបនៃភាគល្អិតបឋម (អ្វីដែលគេហៅថាគំរូស្តង់ដារ) ចាត់ទុកដំណើរការនេះថាជាលទ្ធផលនៃការផ្លាស់ប្តូរមួយនៃ d-quarks ពីរដែលជាផ្នែកមួយនៃនឺត្រុង ហើយមានបន្ទុកអវិជ្ជមានស្មើនឹង 1/3 នៃបន្ទុក។ នៃអេឡិចត្រុងចូលទៅក្នុង up-quark ដែលមានបន្ទុក + 2/3 នៃបន្ទុកអេឡិចត្រុង។ ក្នុងករណីនេះ ភាគល្អិតមួយលេចឡើង - ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូននៃអន្តរកម្មខ្សោយ - វ៉ិចទ័រ W - បូសុន ដែលស្ទើរតែរលាយភ្លាមៗទៅជាអេឡិចត្រុង និងអង់ទីណូទីណូ។ ដូច្នេះ ដ្យាក្រាមដំណើរការបំបែកមានដូចខាងក្រោម៖

បរិមាណសំខាន់ៗដែលកំណត់ការពុកផុយនៃនឺត្រុងបេតាគឺអាយុកាលនឺត្រុង τ n និងថេរចំនួនបួន (ទំនាក់ទំនងជ្រុង) ដែលបង្ហាញពីការពឹងផ្អែកនៃប្រូបាប៊ីលីតេនៃការបំបែកនៅលើ៖

1) មុំរវាងទិសដៅនៃការបំភាយនៃអេឡិចត្រុងនិង antineutrino ជាមួយ momenta p c និង p v? អ៊ី

2) មុំរវាង r e និងនឺត្រុងវិល σ n

3) មុំរវាង p v? e និង σ n និង

4) មុំរវាងធម្មតាទៅនឹងយន្តហោះបំបែក និង σ n ។

ទំនាក់ទំនងជ្រុងទីពីរ និងទីបីបំពានច្បាប់នៃការអភិរក្សនៃភាពស្មើគ្នានៃលំហ ដែលមិនអាចរង្គោះរង្គើក្នុងរូបវិទ្យាបុរាណ (ឯករាជ្យភាពនៃច្បាប់នៃធម្មជាតិពីការឆ្លុះបញ្ចាំងកញ្ចក់នៃកូអរដោណេ) ហើយក្រោយមកទៀត ប្រសិនបើរកឃើញ មានន័យថាជាការរំលោភលើភាពប្រែប្រួល។ នៃច្បាប់ក្នុងអំឡុងពេលបញ្ច្រាសពេលវេលា។

នៅដើមសតវត្សទី 21 ការវាស់វែងច្រើនជាង 25 នៃអាយុកាលនឺត្រុងត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើវិធីសាស្ត្រផ្សេងៗ។ ជាលទ្ធផលវាត្រូវបានបង្កើតឡើងថាអាយុកាលមធ្យមនៃនឺត្រុងគឺ τ n = 885.7 ± 0.7 s ។ តម្លៃត្រឹមត្រូវបំផុតនៃ τ n ត្រូវបានទទួលដោយការរក្សាទុកនឺត្រុងអ៊ុលត្រាសោន ដែលអាចរក្សាបានរយៈពេលយូរក្នុងបរិមាណបិទជិតដែលកំណត់ដោយជញ្ជាំងស្រូបយកខ្សោយ ឬការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធដែនម៉ាញ៉េទិចពិសេស។ ក្នុងករណីនេះការថយចុះនៃចំនួននឺត្រុងអ៊ុលត្រាសោនជាមួយនឹងពេលវេលាត្រូវបានវាស់ដោយផ្ទាល់។

លទ្ធផលនៃការវាស់វែងនៃថេរជាប់ទាក់ទងមុំនៅកម្រិតបច្ចុប្បន្ននៃភាពត្រឹមត្រូវនៃការពិសោធន៍មិនផ្ទុយនឹងទ្រឹស្តីទេ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ការព្យាយាមស្វែងរកផលប៉ះពាល់ណាមួយដែលនឹងបង្ហាញពីតម្រូវការក្នុងការលើសពីគំរូស្តង់ដារនៅតែបន្ត។

ការបញ្ជាក់បន្ថែមអំពីអាយុកាលនឺត្រុង និងថេរទំនាក់ទំនងជ្រុងក៏មានសារៈសំខាន់ផងដែរសម្រាប់រូបវិទ្យា និងលោហធាតុវិទ្យា៖ ទិន្នន័យទាំងនេះត្រូវបានប្រើក្នុងទ្រឹស្ដីនៃការវិវត្តន៍នៃសកលលោកបន្ទាប់ពី Big Bang និងនៅក្នុងការពិពណ៌នាអំពីដំណើរការដែលកើតឡើងនៅក្នុងផ្កាយ និងកំណត់ថាមពលរបស់វា។

ពន្លឺ៖ Erozolimsky B.G. Beta decay of a free neutron // វិធីសាស្រ្តទំនើបនៃ spectroscopy នុយក្លេអ៊ែរ។ 1986. L. , 1988; Aleksandrov Yu. A. លក្ខណៈសម្បត្តិជាមូលដ្ឋាននៃនឺត្រុង។ ទី 3 ed ។ M. , 1992 ។

B.G. Erozolimsky ។

គំរូប្រូតុង-នឺត្រុងនៃស្នូលបំពេញចិត្តអ្នករូបវិទ្យាទាំងស្រុង ហើយត្រូវបានចាត់ទុកថាល្អបំផុតរហូតមកដល់សព្វថ្ងៃនេះ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយនៅ glance ដំបូងវាបង្កើនការសង្ស័យមួយចំនួន។ ប្រសិនបើស្នូលអាតូមមានតែប្រូតុង និងនឺត្រុង សំណួរកើតឡើងម្តងទៀតថាតើអេឡិចត្រុងដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមានអាចគេចចេញពីវាក្នុងទម្រង់ជាភាគល្អិតបានដោយរបៀបណា? ចុះបើគ្មានអេឡិចត្រុងនៅក្នុងស្នូល ហើយបង្កើតឡើងនៅពេលពុករលួយ? ចូរយើងអនុវត្តច្បាប់អភិរក្ស ដើម្បីស្វែងរកដំណោះស្រាយត្រឹមត្រូវ។

ការបង្កើតអេឡិចត្រុងមានន័យថាការបង្កើតបន្ទុកអគ្គីសនីអវិជ្ជមាន។ ប៉ុន្តែយោងទៅតាមច្បាប់នៃការអភិរក្សបន្ទុកអគ្គីសនី បន្ទុកអវិជ្ជមានមិនអាចបង្កើតបានរហូតដល់ការចោទប្រកាន់វិជ្ជមានកើតឡើងក្នុងពេលតែមួយ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ មិនមានភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានតែមួយរុយចេញពីស្នូលរួមជាមួយនឹង ?-particle ដូច្នេះ ភាគល្អិតបែបនេះត្រូវតែស្ថិតនៅខាងក្នុងស្នូល។ វាត្រូវបានគេដឹងថានៅខាងក្នុងស្នូលមានភាគល្អិតវិជ្ជមានតែមួយគត់ - ប្រូតុង។ ពីអ្វីទាំងអស់ដែលបាននិយាយ វាកើតឡើងថានៅពេលដែលអេឡិចត្រុងមួយត្រូវបានបញ្ចេញចេញពីស្នូល ប្រូតុងមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅខាងក្នុងស្នូល។ ចូរបន្តទៅច្បាប់នៃការអភិរក្សថាមពល។ ប្រូតុងមានម៉ាស ហើយប្រសិនបើវាត្រូវបានបង្កើតឡើង ម៉ាស់ត្រូវតែបាត់ទៅកន្លែងផ្សេង។ នុយក្លេអ៊ែរទាំងអស់ លើកលែងតែអ៊ីដ្រូសែន-១ មាននឺត្រុង។ ដោយមិនមានការសាកថ្ម នឺត្រុងហ្វាលលេចឡើង ឬបាត់ដោយមិនបំពានច្បាប់នៃការអភិរក្សបន្ទុកអគ្គិសនី។ អាស្រ័យហេតុនេះ នៅពេលដែលភាគល្អិត α ត្រូវបានបញ្ចេញនៅខាងក្នុងស្នូល នឺត្រុងមួយនឹងរលាយបាត់ ហើយនៅពេលដំណាលគ្នានោះ ប្រូតុងមួយលេចឡើង (រូបភាពទី 4) ។ ម្យ៉ាងទៀត នឺត្រុងប្រែទៅជាប្រូតុង បញ្ចេញអេឡិចត្រុង។ មិនមានការរំលោភលើច្បាប់នៃការអភិរក្សថាមពលទេព្រោះនឺត្រុងគឺធ្ងន់ជាងប្រូតុងបន្តិច។ ប្រូតុង និងអេឡិចត្រុងរួមគ្នាមានម៉ាស់ 1.008374 នៅលើមាត្រដ្ឋានទម្ងន់អាតូម ខណៈនឺត្រុងមានម៉ាស់ 1.008665 ។ នៅពេលដែលនឺត្រុងបំប្លែងទៅជាអេឡិចត្រុង និងប្រូតុង ម៉ាស់ 0.00029 "បាត់"។ តាមពិតទៅ វាប្រែទៅជាថាមពល kinetic នៃភាគល្អិតដែលបញ្ចេញ ស្មើនឹងប្រមាណ 320 keV។

អង្ករ។ 4. វិទ្យុសកម្ម?- ភាគល្អិត។

ការពន្យល់នេះហាក់ដូចជាពេញចិត្ត ដូច្នេះសូមឱ្យយើងសង្ខេបដោយប្រើប្រព័ន្ធនិមិត្តសញ្ញាសាមញ្ញតាមដែលអាចធ្វើទៅបាន។ ចូរយើងសម្គាល់ណឺត្រុង n ប្រូតុង p + អេឡិចត្រុង អ៊ី ហើយសរសេរសមីការសម្រាប់វិទ្យុសកម្មនៃភាគល្អិត ?

n > p + + e - .

ការវែកញែករបស់យើងគ្រាន់តែឆ្លុះបញ្ចាំងដោយប្រយោលនូវអ្វីដែលកំពុងកើតឡើងនៅខាងក្នុងស្នូលប៉ុណ្ណោះ។ តាមពិតទៅ អ្នកមិនអាចមើលខាងក្នុងស្នូល ហើយឃើញប្រូតុងប្រែទៅជានឺត្រុង នៅពេលដែលអេឡិចត្រុងដែលសាកត្រូវបានបញ្ចេញ។ យ៉ាងហោចណាស់មិនទាន់។ តើអាចសង្កេតមើលនឺត្រុងនីមួយៗក្នុងស្ថានភាពសេរីបានទេ? ដូច្នេះដើម្បីនិយាយ ពួកវានឹងប្រែទៅជាប្រូតុងនៅចំពោះមុខភ្នែករបស់យើង ហើយបញ្ចេញអេឡិចត្រុងលឿន?

នៅឆ្នាំ 1950 ទីបំផុតអ្នករូបវិទ្យាអាចទទួលបានចម្លើយ។ នឺត្រុងសេរី បំបែកពីពេលមួយទៅពេលមួយ ហើយប្រែទៅជាប្រូតុង ហើយរឿងនេះមិនកើតឡើងញឹកញាប់ទេ។ រាល់ពេលដែលនឺត្រុងឆ្លងកាត់ការផ្លាស់ប្តូរនេះ អេឡិចត្រុងមួយត្រូវបានបញ្ចេញ។

នឺត្រុងមាននៅក្នុងស្ថានភាពទំនេររហូតដល់ការពុកផុយកើតឡើង ហើយសំណួរថាតើរយៈពេលនេះមានរយៈពេលប៉ុន្មានគឺមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់។ នៅពេលដែលនឺត្រុងនឹងទទួលរងនូវការពុកផុយនៃវិទ្យុសកម្ម គឺមិនអាចនិយាយបានឡើយ។ ដំណើរការនេះគឺចៃដន្យ។ នឺត្រុងមួយមានដោយមិនរលាយអស់មួយភាគលានក្នុងមួយវិនាទី មួយភាគបីសម្រាប់ប្រាំសប្ដាហ៍ និងមួយភាគបីសម្រាប់ម្ភៃប្រាំពីរពាន់លានឆ្នាំ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សម្រាប់ភាគល្អិតមួយចំនួនធំនៃប្រភេទដូចគ្នា គេអាចទស្សន៍ទាយបានជាមួយនឹងភាពត្រឹមត្រូវសមហេតុផល នៅពេលដែលភាគរយជាក់លាក់នៃពួកវានឹងរលួយ។ (ដូចគ្នានេះដែរ អ្នកស្ថិតិធានារ៉ាប់រងមិនអាចទស្សន៍ទាយថាតើបុគ្គលម្នាក់ៗនឹងរស់នៅបានរយៈពេលប៉ុន្មាននោះទេ ប៉ុន្តែសម្រាប់មនុស្សមួយក្រុមធំដែលមានអាយុជាក់លាក់ វិជ្ជាជីវៈ ទីកន្លែងរស់នៅ។ ស្លាប់។ )

ពេលវេលាដែលពាក់កណ្តាលនៃភាគល្អិតនៃប្រភេទដែលបានផ្តល់ឱ្យរលួយត្រូវបានគេហៅថាជាពាក់កណ្តាលជីវិតនៃភាគល្អិត។ ពាក្យនេះត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយ Rutherford ក្នុងឆ្នាំ 1904 ។ ប្រភេទនៃភាគល្អិតនីមួយៗមានលក្ខណៈផ្ទាល់ខ្លួនរបស់វាពាក់កណ្តាលជីវិត។ ឧទាហរណ៍ ពាក់កណ្តាលជីវិតរបស់អ៊ុយរ៉ាញ៉ូម-២៣៨ គឺ ៤.៥ · ១០ ៩ ឆ្នាំ ហើយថូរីយ៉ូម -២៣២ គឺយូរជាង - ១,៤ · ១០ ១០ ឆ្នាំ។ ដូច្នេះ អ៊ុយរ៉ាញ៉ូម និងថូរៀមនៅតែត្រូវបានគេរកឃើញក្នុងបរិមាណដ៏ច្រើននៅក្នុងសំបកផែនដី បើទោះបីជាអាតូមមួយចំនួនរបស់ពួកគេកំពុងរលួយនៅពេលណាមួយក៏ដោយ។ ក្នុងប្រវត្តិសាស្ត្ររយៈពេលប្រាំពាន់លានឆ្នាំនៃផែនដីនេះ មានតែពាក់កណ្តាលនៃទុនបម្រុង uranium-238 និងតិចជាងពាក់កណ្តាលនៃទុនបម្រុង thorium-232 ត្រូវបានបំផ្លាញ។

នុយក្លេអ៊ែរវិទ្យុសកម្មមួយចំនួនមានស្ថិរភាពតិចជាង។ ឧទាហរណ៍ នៅពេលដែល uranium-238 បញ្ចេញភាគល្អិតមួយ វាប្រែទៅជា thorium-234 ។ អាយុកាលពាក់កណ្តាលនៃ thorium-234 គឺត្រឹមតែ 24 ថ្ងៃប៉ុណ្ណោះ ដូច្នេះមានតែដាននៃធាតុនេះនៅក្នុងសំបកផែនដី។ វាបង្កើតបានយឺតណាស់ពីអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម-238 ហើយនៅពេលដែលបានបង្កើតឡើង វារលួយយ៉ាងលឿន។

នៅពេលដែល thorium-234 រលួយ វាបញ្ចេញភាគល្អិតមួយ។ នៅខាងក្នុងស្នូល thorium នឺត្រុងប្រែទៅជាប្រូតុង។ ការផ្លាស់ប្តូរនៃ thorium-234 កើតឡើងក្នុងអត្រាពាក់កណ្តាលជីវិតគឺម្ភៃបួនថ្ងៃ នៅក្នុងអ៊ីសូតូបវិទ្យុសកម្មផ្សេងទៀត នឺត្រុងប្រែទៅជាប្រូតុងយឺតជាង។ ឧទាហរណ៍ ប៉ូតាស្យូម-40 បញ្ចេញភាគល្អិត β ដែលមានអាយុកាលពាក់កណ្តាលនៃ 1.3 · 10 9 ឆ្នាំ។ អ៊ីសូតូបខ្លះមិនទទួលរងការពុកផុយនៃវិទ្យុសកម្មទាល់តែសោះ។ ដូច្នេះនៅក្នុងស្នូលនៃអាតូមអុកស៊ីសែន-16 តាមដែលដឹង មិនមែននឺត្រុងតែមួយដោយខ្លួនវាប្រែទៅជាប្រូតុងទេ ពោលគឺពាក់កណ្តាលជីវិតគឺគ្មានកំណត់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ យើងចាប់អារម្មណ៍បំផុតចំពោះពាក់កណ្តាលជីវិតនៃនឺត្រុងសេរី។ នឺត្រុងសេរី មិនត្រូវបានហ៊ុំព័ទ្ធដោយភាគល្អិតផ្សេងទៀត ដែលនឹងធ្វើឱ្យវាមានស្ថេរភាពច្រើន ឬតិច ពង្រីក ឬកាត់បន្ថយពាក់កណ្តាលជីវិតរបស់វា ពោលគឺក្នុងករណីនឺត្រុងសេរី ដែលយើងមាន ដូច្នេះដើម្បីនិយាយ ពាក់កណ្តាលជីវិតដែលមិនមានការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយ។ វាប្រែថាវាស្មើនឹងប្រហែលដប់ពីរនាទី ដែលមានន័យថាពាក់កណ្តាលនៃនឺត្រុងពាន់លានត្រូវបានបំប្លែងទៅជាប្រូតុង និងអេឡិចត្រុងនៅចុងបញ្ចប់នៃរៀងរាល់ដប់ពីរនាទី។

នៅក្នុងពិភពអាតូម ដូចដែលយើងដឹង មានច្បាប់អភិរក្សសំខាន់ៗចំនួនបី ដែលអនុវត្តទាំងក្នុងជីវិតប្រចាំថ្ងៃ និងក្នុងចក្រវាឡដ៏ធំល្វឹងល្វើយជុំវិញយើង។

ទាំងនេះរួមមានច្បាប់នៃការអភិរក្សសន្ទុះ ការអភិរក្សនៃសន្ទុះមុំ និងការអភិរក្សថាមពល។

ច្បាប់ទាំងបីបង្កើតទំនាក់ទំនងរវាងម៉ាស់ និងល្បឿន - បរិមាណដែលគេស្គាល់យ៉ាងច្បាស់ចំពោះយើង។ ប៉ុន្តែអាតូម និងភាគល្អិតដែលបង្កើតវា វាប្រែថា ក៏ជាកម្មវត្ថុនៃច្បាប់អភិរក្សទីបួន ដែលទាក់ទងនឹងបាតុភូតដែលមិនធ្លាប់ស្គាល់ទាំងស្រុងចំពោះយើង។ រួចហើយនៅក្នុងឆ្នាំ 600 មុនគ្រឹស្តសករាជ ដោយសារការស្រាវជ្រាវរបស់ទស្សនវិទូជនជាតិក្រិច Thales of Miletus វាត្រូវបានគេដឹងថា ជ័រហ្វូស៊ីលដែលកិនរួច - amber - មានទ្រព្យសម្បត្តិនៃការទាក់ទាញវត្ថុពន្លឺ។ ឥឡូវនេះវាជាទម្លាប់ក្នុងការនិយាយថា amber rubbed ទទួលបាន បន្ទុកអគ្គិសនីឬ "អគ្គិសនី" ។ ពាក្យ "អគ្គិសនី" មកពីភាសាក្រិកអេឡិចត្រុង - ពណ៌លឿង។

នៅឆ្នាំ 1773 រូបវិទូជនជាតិបារាំង Charles François Dufay បានបង្ហាញពីអត្ថិភាពនៃបន្ទុកអគ្គីសនីពីរប្រភេទផ្សេងគ្នា ដែលមួយបានរកឃើញនៅលើអំបែងត្រដុស និងមួយទៀតនៅលើកញ្ចក់ជូត។ ភាពខុសគ្នារវាងបន្ទុកអគ្គីសនីទាំងពីរនេះអាចត្រូវបានគេមើលឃើញពីការពិសោធន៍ខាងក្រោម។

ចូរចងឆ្នុកតូចពីរជាប់គ្នាលើសរសៃសូត្រ។ ចូរយើងប៉ះពួកវានីមួយៗដោយដុំអំបោះដែលសាកដោយអគ្គិសនី ហើយបន្ទុកអគ្គីសនីខ្លះនឹងហូរចូលទៅក្នុងដុំឆ្នុកនីមួយៗ។ ខ្សែស្រឡាយសូត្រដែលពួកវាត្រូវបានព្យួរលែងព្យួរបញ្ឈរទៀតហើយ ប៉ុន្តែពត់នៅមុំមួយ។ ឥឡូវនេះដោតដាច់ឆ្ងាយពីគ្នាទៅវិញទៅមកជាងមុនពេលទទួលបន្ទុក។ រឿងដដែលនឹងកើតឡើងប្រសិនបើបំណែកនៃឆ្នុកទាំងពីរត្រូវបានប៉ះដោយបំណែកកញ្ចក់ដែលសាកដោយអគ្គិសនី។

បើទោះជាយ៉ាងណា ដុំឆ្នុកមួយត្រូវបានប៉ះដោយអំពិលអំពែក និងមួយទៀតដោយកញ្ចក់ នោះបំណែកទាំងពីរនឹងទាក់ទាញគ្នាទៅវិញទៅមក។ នេះគឺជាភាពខុសគ្នាដែលនាំឱ្យ Du Fay ស្នើឱ្យមានអត្ថិភាពនៃបន្ទុកអគ្គីសនីពីរប្រភេទ។ ភាពទូទៅបានលេចចេញមក៖ ដូចជាការចោទប្រកាន់អគ្គិសនីច្រានចេញ មិនដូចការចោទប្រកាន់អគ្គិសនីទាក់ទាញ។

នៅទសវត្សរ៍ទី 40 នៃសតវត្សទី 18 ជនជាតិអាមេរិក Benjamin Franklin ដែលជាបុរសដែលមានគំនិតទូលំទូលាយបានចាប់ផ្តើមពិសោធន៍អគ្គិសនី។ គាត់បានកត់សម្គាល់ឃើញថា ប្រសិនបើរាងកាយដែលផ្ទុកបន្ទុកមួយប្រភេទត្រូវបានប៉ះដោយរាងកាយដែលមានបន្ទុកស្មើគ្នានៃសញ្ញាមួយផ្សេងទៀត ការចោទប្រកាន់នឹងបន្សាបគ្នាទៅវិញទៅមក ហើយសាកសពទាំងពីរក្លាយជាគ្មានការចោទប្រកាន់។ វាហាក់ដូចជាសារធាតុរាវអេឡិចត្រិចបានហូរចេញពីកន្លែងដែលវាសម្បូរទៅកន្លែងដែលវាខ្វះខាត។ ជាលទ្ធផលកម្រិតមធ្យមមួយចំនួនត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅកន្លែងទាំងពីរ។

Franklin ជឿថារាងកាយផ្ទុកសារធាតុរាវអគ្គិសនីលើស បន្ទុកអគ្គិសនីវិជ្ជមាននិងរាងកាយ, ខ្វះវា, ខ្លាឃ្មុំ បន្ទុកអគ្គិសនីអវិជ្ជមាន។គាត់មិនអាចនិយាយបានថារាងកាយមួយណាផ្ទុកលើសចំណុះ និងមួយណាខ្វះខាត ដូច្នេះគាត់បានយកកំហុសដោយចេតនាលើកញ្ចក់ដែលមិនទាន់ឆ្កូតជាវិជ្ជមាន ហើយលាបពណ៌លឿងជាអវិជ្ជមាន។ ការចាត់តាំងទាំងនេះត្រូវបានអនុវត្តតាំងពីពេលនោះមក។

ជំនាន់ក្រោយៗទៀតនៃអ្នករូបវិទ្យាដែលបានសិក្សាពីឥរិយាបទនៃសាកសពដែលសាកដោយអគ្គិសនីបានសន្និដ្ឋានថា បន្ទុកអគ្គីសនីសរុបនៃប្រព័ន្ធបិទជិតគឺថេរ។

ពិតណាស់ ពេលដែលអំពិលត្រូវបានគេជូត នោះបន្ទុកអគ្គិសនីមិនកើតចេញពីអ្វីឡើយ។ ប្រសិនបើ amber ត្រូវបានជូតដោយដៃ នោះបន្ទុកអគ្គិសនីអវិជ្ជមានដែលទទួលបានដោយ amber ត្រូវបានទូទាត់ដោយពិតប្រាកដដូចគ្នាទៅនឹងបន្ទុកវិជ្ជមានដែលទទួលបានដោយដៃ។ ផលបូកនៃការចោទប្រកាន់ទាំងពីរនេះគឺសូន្យ។ នៅពេលដែលបន្ទុកអគ្គីសនីពីដៃចូលទៅក្នុងដី ហើយរាលដាលពេញផ្ទៃផែនដី វាហាក់ដូចជាវាបាត់ទៅវិញ។ ការបំភាន់នៃការចោទប្រកាន់ "លេចឡើង" នៅលើ amber ត្រូវបានបង្កើតឡើង។ យើងបានពិចារណាករណីស្រដៀងគ្នារួចហើយជាមួយនឹងកម្លាំងវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមាន ឬជាមួយនឹងសន្ទុះមុំទ្រនិចនាឡិកា និងច្រាសទ្រនិចនាឡិកា។ ដូច្នេះ យើងអាចបង្កើតច្បាប់អភិរក្សទី៤៖ ការអភិរក្សបន្ទុកអគ្គិសនី។

ប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរ និងបន្ទុកអគ្គិសនី

នៅពេលដែលអ្នករូបវិទ្យាចាប់ផ្តើមយល់អំពីរចនាសម្ព័ន្ធរបស់អាតូមកាន់តែច្បាស់នៅក្នុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1990 ពួកគេបានរកឃើញថា យ៉ាងហោចណាស់ផ្នែកខ្លះរបស់វាមានបន្ទុកអគ្គិសនី។ ជាឧទាហរណ៍ អេឡិចត្រុងដែលបំពេញតំបន់ខាងក្រៅនៃអាតូមត្រូវបានចោទប្រកាន់ជាអវិជ្ជមាន ខណៈដែលស្នូលនៅកណ្តាលអាតូមផ្ទុកបន្ទុកអគ្គិសនីវិជ្ជមាន។ ជាការពិតណាស់ សំណួរបានកើតឡើងភ្លាមៗអំពីទំហំនៃការចោទប្រកាន់ទាំងនេះ មុននឹងឆ្លើយ សូមពិចារណាផ្នែកនៃការចោទប្រកាន់មួយចំនួន។

ឯកតានៃបន្ទុកអគ្គីសនីដែលទទួលយកជាទូទៅគឺ បន្តោង(ដាក់ឈ្មោះតាមរូបវិទូជនជាតិបារាំង Charles Augustin Coulomb ដែលនៅឆ្នាំ 1785 បានកំណត់ទំហំនៃបន្ទុកអគ្គីសនីដោយវាស់កម្លាំងនៃការទាក់ទាញ និងការច្រានចោលដោយការចោទប្រកាន់ផ្សេងទៀត) ។ នៅក្នុងអំពូល 60 វ៉ាត់ បន្ទុកអគ្គិសនីនៃ coulomb មួយឆ្លងកាត់ចំណុចណាមួយនៅលើសរសៃរៀងរាល់ពីរវិនាទីម្តង។ ឆ្ងាយតិច អេឡិចត្រូស្តាតឯកតានៃបន្ទុក។ coulomb មួយស្មើនឹង 3·10 9 ឯកតាអេឡិចត្រូស្ទិក។

ប៉ុន្តែសូម្បីតែឯកតាអេឡិចត្រូស្ទិកក៏មានទំហំធំខ្លាំងណាស់សម្រាប់វាស់បន្ទុកនៃអេឡិចត្រុងតែមួយ។ ការចោទប្រកាន់របស់អេឡិចត្រុងត្រូវបានវាស់ជាលើកដំបូងជាមួយនឹងភាពត្រឹមត្រូវគ្រប់គ្រាន់ក្នុងឆ្នាំ 1911 ដោយរូបវិទូជនជាតិអាមេរិក Robert Andrews Millikan ។ វាប្រែជាស្មើនឹងប្រហែលកន្លះកោដិនៃឯកតាអេឡិចត្រូស្ទិក។ យោងតាមការវាស់វែងនាពេលថ្មីៗនេះ ការចោទប្រកាន់របស់អេឡិចត្រុងគឺ 4.80298 · 10 -10 ឯកតាអេឡិចត្រូស្ទិក។ ដើម្បីកុំឱ្យប្រើប្រភាគដែលរអាក់រអួលបែបនេះ យើងបានយកបន្ទុកអគ្គីសនីរបស់អេឡិចត្រុងឱ្យស្មើនឹង -1 ដែលសញ្ញាដកមានន័យថាជាបន្ទុកអវិជ្ជមាន។ អេឡិចត្រុងណាក៏ដោយ ថាតើវាពាក់ព័ន្ធនឹងចរន្តអគ្គិសនី ឬជាកម្មសិទ្ធិរបស់អាតូមនៃធាតុណាមួយក៏ដោយ វាមានបន្ទុកយ៉ាងពិតប្រាកដស្មើនឹង -1 ដោយមិនគិតពីភាពត្រឹមត្រូវនៃឧបករណ៍រសើបបំផុតរបស់យើង។

ស្នូលអាតូមសាមញ្ញបំផុត ពោលគឺស្នូលនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន មានបន្ទុកអគ្គិសនី +1 ។ តាមដែលឧបករណ៍រសើបបំផុតអាចវិនិច្ឆ័យបាន បន្ទុកវិជ្ជមាននៃស្នូលអ៊ីដ្រូសែនគឺពិតជាស្មើនឹងបន្ទុកអវិជ្ជមាននៃអេឡិចត្រុង (ទោះបីជាវាផ្ទុយពីសញ្ញាក៏ដោយ)។ នុយក្លេអ៊ែរអាតូមដែលធ្ងន់ជាងមានបន្ទុកវិជ្ជមានធំជាង ដែលត្រូវបានបញ្ជាក់ជាចំនួនគត់។ រហូតមកដល់ពេលនេះ យ៉ាងហោចណាស់មិនមានការចោទប្រកាន់ប្រភាគ វិជ្ជមាន ឬអវិជ្ជមានត្រូវបានរកឃើញទេ។

អាតូមនៃធាតុនីមួយៗមានចរិតលក្ខណៈនៃបន្ទុកនុយក្លេអ៊ែរដែលខុសពីបន្ទុកអាតូមនៃធាតុផ្សេងទៀត។ ឧទាហរណ៍ អាតូមអ៊ីដ្រូសែនទាំងអស់មានបន្ទុកនុយក្លេអ៊ែរ +1 អាតូមអេលីយ៉ូម +2 អាតូមកាបូនទាំងអស់ +6 អាតូមអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមទាំងអស់ +92 ។ ការចោទប្រកាន់នុយក្លេអ៊ែរនេះត្រូវបានគេហៅថា លេខអាតូមិច។

អ៊ីសូតូបខុសគ្នាពីគ្នាទៅវិញទៅមកក្នុងចំនួនម៉ាស់ ប៉ុន្តែយ៉ាងណាក៏ដោយ ពួកវាដូចគ្នាបេះបិទក្នុងចំនួនអាតូម ហើយជាអាតូមនៃធាតុដូចគ្នា។ មានអាតូមទាំងពីរដែលមានបន្ទុកនុយក្លេអ៊ែរ +1 និងម៉ាស់ 1 ហើយអាតូមដែលមានបន្ទុកនុយក្លេអ៊ែរ +1 និងម៉ាស់ 2។ ទាំងពីរប្រភេទគឺជាអាតូមអ៊ីដ្រូសែន។ ពួកវាត្រូវបានគេហៅថាអ៊ីដ្រូសែន-1 ឬអ៊ីដ្រូសែន-2 ឬ 1 H 1 និង 1 H 2 ដែលសន្ទស្សន៍នៅខាងស្តាំខាងលើគឺជាលេខម៉ាស់ សន្ទស្សន៍នៅខាងក្រោមខាងឆ្វេងគឺជាលេខអាតូម។ ដូចគ្នានេះដែរអ៊ីសូតូបពីរនៃអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមត្រូវបានសរសេរ 92 U 238 និង 92 U 235 ។

អ៊ីសូតូបទាំងពីរនៃអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមគឺជាវិទ្យុសកម្ម។ ធាតុនីមួយៗរលាយ បញ្ចេញភាគល្អិត និងក្លាយជាអាតូម thorium ។ ចំនួនអាតូមនៃ thorium គឺ 90 ហើយភាគល្អិត a?- ដែលជាស្នូលនៃអាតូមអេលីយ៉ូម មានលេខអាតូមិច 2។ បន្ទាប់មកយើងអាចសរសេរបាន៖

U +92 > Th +90 + He +2 ។

នុយក្លេអ៊ែរអាតូមដំបូងមានបន្ទុក +92 ហើយស្នូលចុងក្រោយទាំងពីរមានបន្ទុក +90 និង +2 ពោលគឺសរុប +92 ។ នេះគឺជាករណីពិសេសនៃច្បាប់ទូទៅ។ អាតូមជាមួយលេខអាតូម Xដោយបានបញ្ចេញ ?- ភាគល្អិត វាតែងតែប្រែទៅជាអាតូមមួយទៀតដែលមានលេខអាតូម X-២. គ្មានការលើកលែងណាមួយត្រូវបានគេសង្កេតឃើញទេ។ ដូច្នេះនៅក្នុងករណីនៃវិទ្យុសកម្មនៃភាគល្អិតមួយច្បាប់នៃការអភិរក្សបន្ទុកអគ្គិសនីត្រូវបានពេញចិត្ត។

តើច្បាប់នៃការអភិរក្សបន្ទុកអគ្គីសនីអាចអនុវត្តបានចំពោះការបញ្ចេញភាគល្អិតដោយស្នូលអាតូមដែរឬទេ? ភាគល្អិតនេះគឺជាអេឡិចត្រុងដែលត្រូវបានតំណាង អ៊ី-1 ចាប់តាំងពីអេឡិចត្រុងមានបន្ទុក -1 ។

ចូរយើងពិចារណាជាបន្ទាប់អំពីឥរិយាបទនៃអ៊ីសូតូប thorium ដែលបង្កើតឡើងក្នុងអំឡុងពេលនៃការពុកផុយនៃអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម។ ពួកវាមិនមែនជារឿងធម្មតាទេនៅក្នុងធម្មជាតិ ពីព្រោះពួកវារលួយយ៉ាងឆាប់រហ័ស។ ក្នុងករណីនេះ ភាគល្អិត ?- ត្រូវបានបញ្ចេញ ហើយអ៊ីសូតូបនៃធាតុ protactinium ត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលមានលេខអាតូមិច 91 និងត្រូវបានកំណត់ដោយនិមិត្តសញ្ញា Ra ។ ផ្តោតលើបន្ទុកអគ្គីសនីយើងអាចសរសេរបាន។

ធ +90> ប៉ា +91 + អ៊ី -1 ។

ជាថ្មីម្តងទៀតយើងសង្កេតមើលការអភិរក្សនៃបន្ទុកអគ្គីសនី។

អាតូមដែលមានលេខអាតូម Xដោយបានបញ្ចេញ ?- ភាគល្អិត វាតែងតែប្រែទៅជាអាតូមមួយទៀតដែលមានលេខអាតូម x+1 ។គ្មានការលើកលែងចំពោះច្បាប់នេះត្រូវបានគេសង្កេតឃើញផងដែរ។ នេះមានន័យថាច្បាប់នៃការអភិរក្សបន្ទុកអគ្គីសនីក៏មានសុពលភាពផងដែរសម្រាប់វិទ្យុសកម្មនៃភាគល្អិតមួយ។

អាតូមបញ្ចេញ ?-rays មិនផ្លាស់ប្តូរលេខអាតូមរបស់វាក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការបញ្ចេញទេ ព្រោះថា photon នៃ ?-rays មិនគិតថ្លៃទេ។

សរុបមក វាបានប្រែក្លាយថាច្បាប់នៃការអភិរក្សបន្ទុកអគ្គីសនីគឺពេញចិត្តចំពោះប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរណាមួយ។

រចនាសម្ព័ន្ធស្នូល

ទោះបីជាសំណួរនៃវិទ្យុសកម្មនៃភាគល្អិតមួយហាក់ដូចជាត្រូវបានបញ្ជាក់នៅទីបំផុតក៏ដោយ ចាប់តាំងពីច្បាប់នៃការអភិរក្សបន្ទុកអគ្គីសនីត្រូវបានបំពេញ រូបវិទូបានបន្តការស្រាវជ្រាវរបស់ពួកគេ។ វានៅតែជាអាថ៌កំបាំងសម្រាប់ពួកគេពីរបៀបដែលស្នូលដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានអាចបញ្ចេញភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន។

ការពិតដ៏សាមញ្ញដែលស្នូលអាតូមិកបញ្ចេញ ?- និង ?- ភាគល្អិតនៅក្នុងខ្លួនវាបង្ហាញថា ស្នូលមានផ្នែកតូចជាង ហើយយ៉ាងហោចណាស់មួយក្នុងចំណោមពួកវាត្រូវតែផ្ទុកបន្ទុកអគ្គិសនីវិជ្ជមាន។

អស់រយៈពេលជិតដប់ឆ្នាំបន្ទាប់ពីការរកឃើញអេឡិចត្រុង អ្នករូបវិទ្យាបានស្វែងរកភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានស្រដៀងនឹងអេឡិចត្រុងដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន។ ប៉ុន្តែការស្វែងរកមិនបានជោគជ័យទេ។ ភាគល្អិតវិជ្ជមានតូចបំផុតដែលត្រូវបានគេរកឃើញបានប្រែក្លាយជាស្នូលអ៊ីដ្រូសែន-១ ហើយវាត្រូវបានកំណត់ថា 1 H 1 ។ បន្ទុកអគ្គីសនីរបស់វាមានតិចតួច ពោលគឺវាស្មើនឹងបន្ទុករបស់អេឡិចត្រុង ប៉ុន្តែមានសញ្ញាផ្ទុយ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ម៉ាស់នៃភាគល្អិតនេះគឺ 1836.11 ដងធំជាងម៉ាស់អេឡិចត្រុង។

នៅឆ្នាំ 1914 Rutherford ត្រូវបានគេជឿជាក់ថា ស្នូលអ៊ីដ្រូសែន គឺជាភាគល្អិតវិជ្ជមានដែលស្រាលបំផុតដែលត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងស្នូលអាតូមិកទាំងអស់។ ប៉ុន្តែហេតុអ្វីបានជាវាមានទម្ងន់ធ្ងន់ជាងអេឡិចត្រុងអវិជ្ជមាន (ទោះបីជាភាគល្អិតទាំងពីរមានបន្ទុកដូចគ្នានៃសញ្ញាផ្ទុយក៏ដោយ) គាត់មិនអាចពន្យល់បានទេ។ ហើយគ្មាននរណាម្នាក់អាចធ្វើបាន ទាំងនៅពេលនោះ ឬឥឡូវនេះទេ។ នេះនៅតែជាបញ្ហាមួយក្នុងចំណោមបញ្ហាដែលមិនអាចដោះស្រាយបាននៃរូបវិទ្យានុយក្លេអ៊ែររហូតមកដល់សព្វថ្ងៃនេះ។

នៅឆ្នាំ 1920 Rutherford បានស្នើឱ្យហៅភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាននេះថាជាប្រូតុង ដែលមកពីពាក្យក្រិក protos ជាមុនសិន ពីព្រោះម៉ាស់ដ៏ធំរបស់វាបានធ្វើឱ្យវាលេចឡើងជាលើកដំបូង នោះគឺសំខាន់បំផុតក្នុងចំណោមភាគល្អិត subatomic ។ ម៉ាស់ប្រូតុងនៅលើមាត្រដ្ឋានអាតូមិកគឺ 1.00797 ហើយក្នុងករណីភាគច្រើនវាត្រូវបានចាត់ទុកថាជាឯកភាពដោយគ្មានកំហុសច្រើន។

ស្នូលអ៊ីដ្រូសែន-១ មានប្រូតុងមួយ។ វាហាក់ដូចជាថាស្នូលផ្សេងទៀតទាំងអស់គួរតែមានប្រូតុងពីរ ឬច្រើន ប៉ុន្តែភ្លាមៗនោះវាច្បាស់ណាស់ថានុយក្លេអ៊ែរអាតូមិក (មិនមែនអ៊ីដ្រូសែន-1 ប៉ុន្តែផ្សេងទៀត) មិនអាចមានត្រឹមតែប្រូតុងទេ។ ប្រូតុងមានបន្ទុកអគ្គិសនី +1 និងចំនួនម៉ាស់ប្រហែលស្មើនឹងមួយ ហើយប្រសិនបើស្នូលមានតែប្រូតុង នោះចំនួនអាតូមិកនឹងត្រូវស្មើនឹងចំនួនអាតូម។ ប៉ុន្តែនេះជាការពិតសម្រាប់អ៊ីដ្រូសែន-១ ប៉ុណ្ណោះ។ ចំនួនម៉ាស់នៃស្នូលផ្សេងទៀតគឺធំជាងលេខអាតូមរបស់វា។

ជាឧទាហរណ៍ សូមពិចារណា ស្នូលអាសូតដែលមានចំនួនម៉ាស់ 14។ ប្រសិនបើវាមានតែប្រូតុង នោះបន្ទុកអគ្គីសនីរបស់វានឹងមាន +14 ដូច្នេះហើយ លេខអាតូមិចក៏នឹងជា 14។ តាមការពិត បន្ទុកអគ្គីសនីរបស់ ស្នូលអាសូតគឺ +7 ហើយស្នូលអាចកំណត់ថាជា 7 N 14 ។ តើមានអ្វីកើតឡើងចំពោះបន្ទុកចំនួនប្រាំពីរដែលនៅសល់?

ដំបូងឡើយ អ្នករូបវិទ្យាគិតថា ចម្លើយមានវត្តមានអេឡិចត្រុងក្នុងស្នូល។ ប្រសិនបើស្នូលអាសូតមាន 14 ប្រូតុង និង 7 អេឡិចត្រុង នោះម៉ាស់សរុបនៃអេឡិចត្រុងទាំងប្រាំពីរនឹងតូចល្មមដែលមិនត្រូវបានអើពើ ប៉ុន្តែអេឡិចត្រុងនឹងទូទាត់សងសម្រាប់ពាក់កណ្តាលនៃបន្ទុកវិជ្ជមាន។ ជាផលប៉ះពាល់ វត្តមានរបស់អេឡិចត្រុងនុយក្លេអ៊ែរក៏នឹងប៉ះពាល់ដល់សមត្ថភាពរបស់ស្នូលក្នុងការបញ្ចេញអេឡិចត្រុងក្នុងទម្រង់ជាភាគល្អិត? គំរូនៃរចនាសម្ព័ន្ធនៃស្នូលនេះបានបរាជ័យនៅក្នុងសំណួរនៃការបង្វិលនៃភាគល្អិត។

វាត្រូវបានគេដឹងថានៅពេលដែលភាគល្អិតដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ផ្លាស់ទី វាលម៉ាញេទិកត្រូវបានបង្កើតឡើង។ នៅឆ្នាំ 1928 រូបវិទូជនជាតិអង់គ្លេស Paul Dirac បានសន្និដ្ឋានថា ភាគល្អិតដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ផ្លាស់ទី សូម្បីតែនៅពេលដែលវាហាក់ដូចជាកំពុងសម្រាកក៏ដោយ។ វាជាការល្អបំផុតក្នុងការសន្មត់ថាភាគល្អិតបែបនេះបង្វិលជុំវិញអ័ក្សរបស់ពួកគេ ពោលគឺពួកគេមានសន្ទុះមុំជាក់លាក់។ ប្រសិនបើភាគល្អិតមួយបង្វិល វាត្រូវតែមានថាមពលដែលត្រូវបានស្រូបចូលក្នុងផ្នែកជាក់លាក់ ឬ quanta ។ នេះជាការពិតសម្រាប់រាងកាយបង្វិលទាំងអស់ (សូម្បីតែភពដូចជាផែនដី)។ ទោះជាយ៉ាងនេះក្តី ទំហំរបស់កង់ទិចគឺតូចណាស់បើធៀបនឹងថាមពលបង្វិលសរុបរបស់ផែនដី ដែលប្រសិនបើផែនដីទទួលបានថាមពលបង្វិល Quantum ឬសូម្បីតែមួយពាន់ពាន់លាន Quanta នៃថាមពលបង្វិល គ្មាននរណាម្នាក់នឹងកត់សម្គាល់អ្វីនោះទេ។ ប៉ុន្តែប្រសិនបើភាគល្អិត subatomic ទទួលបានថាមពលបរិមាណនោះ ការបង្វិលរបស់វានឹងផ្លាស់ប្តូរគួរឱ្យកត់សម្គាល់ ចាប់តាំងពីសម្រាប់ភាគល្អិត subatomic quantum មានទំហំធំណាស់។ ការបង្វិលនៃភាគល្អិតមិនអាចត្រូវបានរកឃើញដោយការវាស់វែងណាមួយនោះទេ ប៉ុន្តែវាអាចត្រូវបានបង្ហាញថាតម្លៃនៃការបង្វិលនៃភាគល្អិតត្រូវគ្នាទៅនឹងចំនួនគត់នៃថាមពល quanta ប៉ុណ្ណោះ។ ទំហំនៃសន្ទុះមុំនៃភាគល្អិតបង្វិលគឺតូចខ្លាំងណាស់។ ដូច្នេះ មាត្រដ្ឋានពិសេសមួយត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលយោងទៅតាមការវិលរបស់ photon ត្រូវបានគេយកស្មើនឹងការរួបរួមនៅលើមាត្រដ្ឋាននេះ ប្រូតុង និងអេឡិចត្រុងនីមួយៗមានបង្វិល 1/2 ។ សន្ទុះមុំអាចត្រូវបានដឹកនាំតាមទ្រនិចនាឡិកាឬច្រាសទ្រនិចនាឡិកា។ ប្រូតុង ឬអេឡិចត្រុងអាចបង្វិលក្នុងទិសដៅមួយ ឬមួយទៀត ហើយដូច្នេះ ការបង្វិលរបស់វាគឺ +1/2 ឬ -1/2។

ចូរយើងពិចារណាប្រព័ន្ធមួយដែលមានភាគល្អិតបែបនេះជាច្រើន។ ប្រសិនបើច្បាប់នៃការអភិរក្សនៃសន្ទុះមុំមានសុពលភាពនោះ ការបង្វិលសរុបនៃប្រព័ន្ធត្រូវតែស្មើនឹងផលបូកនៃការបង្វិលនៃភាគល្អិតនីមួយៗ។ អនុញ្ញាតឱ្យប្រព័ន្ធមានភាគល្អិតចំនួនបួន - ប្រូតុង ឬអេឡិចត្រុង ឬទាំងពីរ។ ប្រសិនបើភាគល្អិតនីមួយៗមានការបង្វិលនៃ +1/2 ឬ -1/2 ការបង្វិលសរុបគឺសូន្យ ឬតម្លៃចំនួនគត់។ ការបង្វិលសរុបនៃប្រព័ន្ធណាមួយដែលមានចំនួនគូនៃភាគល្អិត ដែលនីមួយៗមានការបង្វិលនៃ + 1/2 ឬ -1/2 តែងតែជាសូន្យ ឬជាចំនួនគត់។

ប្រសិនបើប្រព័ន្ធមានចំនួនសេសនៃភាគល្អិត ដែលនីមួយៗមានការបង្វិលនៃ +1/2 ឬ -1/2 ការបង្វិលសរុបនឹងមិនស្មើនឹងចំនួនគត់ ឬសូន្យទេ ប៉ុន្តែនឹងយកតែតម្លៃពាក់កណ្តាលចំនួនគត់។

ដូច្នេះ ប្រសិនបើស្នូលអាតូមិកមានប្រូតុង និងអេឡិចត្រុង ការបង្វិលសរុបនៃស្នូល (ការបង្វិលនុយក្លេអ៊ែរ) អាស្រ័យទៅលើចំនួនសរុបនៃភាគល្អិតទាំងអស់។ បន្ទាប់មក ប្រសិនបើស្នូលអាសូត 7 N 14 ពិតជាមាន 14 ប្រូតុង និង 7 អេឡិចត្រុង នោះចំនួនសរុបនៃភាគល្អិតគឺ 21 ពោលគឺសេស ហើយការបង្វិលនុយក្លេអ៊ែរនៃអាសូត-14 គួរតែស្មើនឹង 1/2 ។

ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ការពិសោធន៍ដែលបានធ្វើឡើងក្នុងឆ្នាំ 1929 បានបង្ហាញថា វាស្មើនឹងចំនួនគត់។

ភាពខុសគ្នានេះក៏ត្រូវបានរកឃើញសម្រាប់ស្នូលមួយចំនួនផ្សេងទៀត។ វាច្បាស់ណាស់ថា ប្រសិនបើស្នូលមានទាំងប្រូតុង និងអេឡិចត្រុង ពួកវាខ្លះបំពានច្បាប់នៃការអភិរក្សនៃសន្ទុះមុំ។ អ្នករូបវិទ្យាពិតជាមិនចូលចិត្តបោះបង់ចោលច្បាប់នោះទេ ប្រសិនបើមានវិធីដើម្បីចៀសវាង ដូច្នេះពួកគេប្រញាប់ប្រញាល់ស្វែងរកការពន្យល់ផ្សេងទៀតសម្រាប់រចនាសម្ព័ន្ធនៃស្នូល។

ចូរយើងសន្មត់ថា ជំនួសឱ្យគូប្រូតុង-អេឡិចត្រុង មានភាគល្អិតដែលមិនមានផ្ទុកនៅក្នុងស្នូល។ អត្ថិភាពរបស់វាមិនប៉ះពាល់ដល់ច្បាប់នៃការអភិរក្សបន្ទុកអគ្គីសនីទេ ចាប់តាំងពីបន្ទុកអគ្គីសនីសរុបនៃគូប្រូតុង-អេឡិចត្រុងគឺសូន្យ ហើយបន្ទុកនៃភាគល្អិតដែលជំនួសពួកវាក៏សូន្យផងដែរ។

ភាពខុសគ្នាស្ថិតនៅក្នុងសន្ទុះមុំ។ ប្រសិនបើប្រូតុង និងអេឡិចត្រុងមានការបង្វិល +1/2 ឬ -1/2 នីមួយៗ ការបង្វិលសរុបនឹងមាន +1, 0 ឬ -1។ ភាគល្អិតដែលមិនបានបញ្ចូលថាមពលអាចមានការបង្វិលនៃ +1/2 ឬ -1/2។ បន្ទាប់មក ស្នូលអាសូត-១៤ ត្រូវតែមានប្រូតុង និងភាគល្អិតដែលមិនមានផ្ទុក។

ប្រសិនបើម៉ាស់នៃភាគល្អិតអព្យាក្រឹតស្មើនឹងម៉ាស់ប្រូតុង នោះចំនួនម៉ាស់គួរតែជា 14 ហើយចំនួនអាតូមិក (ដោយសារប្រូតុងតែមួយ ព្រោះវាតែមួយគត់ដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន) គួរតែមានប្រាំពីរ ពោលគឺវា អ៊ីសូតូប 7 N 14 ។ មានតែចំនួនសរុបនៃភាគល្អិតនៅក្នុងស្នូលនឹងមាន 14 ពោលគឺសូម្បីតែ ជំនួសឱ្យលេខសេស 21។ ប៉ុន្តែជាមួយនឹងចំនួនគូនៃភាគល្អិតដែលនីមួយៗមានវិលនៃ 1/2 ការបង្វិលនៃស្នូលអាសូតត្រូវតែ ធ្វើជាចំនួនគត់។ ដូច្នេះច្បាប់នៃការអភិរក្សនៃសន្ទុះមុំនឹងត្រូវបានរក្សាទុក។

ការលំបាកស្ថិតនៅក្នុងការស្វែងរកភាគល្អិតដែលមិនមានផ្ទុកនេះដោយខ្លួនវាផ្ទាល់។

វិធីសាស្រ្តក្នុងការរកឃើញភាគល្អិត subatomic គឺផ្អែកលើសមត្ថភាពរបស់ពួកគេក្នុងការគោះអេឡិចត្រុងចេញពីអាតូមដែលពួកគេបានប៉ះទង្គិចគ្នា ដោយបង្វែរវាទៅជាអ៊ីយ៉ុង។ ក្រោយមកទៀតត្រូវបានកត់ត្រាដោយឧបករណ៍ផ្សេងៗដែលប្រើដោយអ្នករូបវិទ្យាដើម្បីសិក្សាភាគល្អិត។

អ៊ីយ៉ុងត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយភាគល្អិតដែលផ្ទុកបន្ទុកប្រភេទណាមួយ ភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមានបណ្តេញអេឡិចត្រុងអវិជ្ជមាន ហើយគោះវាចេញពីអាតូមដែលវាហោះមកជិត។ ភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានទាក់ទាញអេឡិចត្រុង ដោយដកពួកវាចេញពីអាតូមដែលនៅជិតបំផុត។ ភាគល្អិតដែលមិនបញ្ចេញថាមពលមិនមានអន្តរកម្មជាមួយអេឡិចត្រុងទេ ពោលគឺវាមិនបង្កើតអ៊ីយ៉ុងទេ ដូច្នេះហើយមិនអាចរកឃើញដោយផ្ទាល់ទេ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ មានវិធីសាស្រ្តប្រយោលសម្រាប់ការរកឃើញវត្ថុដែលមើលមិនឃើញធម្មតា។ ប្រសិនបើអ្នកក្រឡេកទៅខាងក្រៅបង្អួចអ្នកនឹងឃើញដើមឈើប៉ុន្តែអ្នកនឹងមិនឃើញខ្យល់ទេ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ប្រសិនបើអ្នកសម្គាល់ឃើញថា ស្លឹកឈើនៅលើដើមឈើមានចលនា អ្នកអាចសន្មតបានត្រឹមត្រូវថាវាទទួលបានថាមពលដោយសារតែចលនានៃម៉ាស់មួយចំនួនដែលអ្នកមិនអាចមើលឃើញ។ ដោយសិក្សាដោយប្រុងប្រយ័ត្ននូវឥរិយាបទនៃការផ្លាស់ប្តូរស្លឹក អ្នកអាចរៀនបានច្រើនអំពីលក្ខណៈសម្បត្តិនៃខ្យល់ដោយមិនបានឃើញវាទាល់តែសោះ។

ចាប់ផ្តើមនៅឆ្នាំ 1930 អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រចាប់ផ្តើមកត់សំគាល់ថានៅពេលដែលធាតុមួយចំនួនត្រូវបានទម្លាក់ដោយភាគល្អិត វិទ្យុសកម្មត្រូវបានបង្កើត ដែលមិនអាចត្រូវបានរកឃើញដោយវិធីសាស្រ្តសាមញ្ញ។ ប្រសិនបើប៉ារ៉ាហ្វីនត្រូវបានគេដាក់នៅក្នុងផ្លូវនៃវិទ្យុសកម្មបែបនេះ ប្រូតុងត្រូវបានបញ្ចេញចេញពីវា។ អ្វីមួយបានផ្តល់សន្ទុះប្រូតុង។ សន្ទុះផ្ទេរគឺសំខាន់ ដូច្នេះ វិទ្យុសកម្មត្រូវតែមានភាគល្អិតធ្ងន់ ឬលឿនខ្លាំង ហើយអាចមានទាំងធ្ងន់ និងលឿន។ រូបវិទូជនជាតិអង់គ្លេស James Chadwick អាចបកស្រាយបានត្រឹមត្រូវនូវទិន្នន័យដែលទទួលបាន ហើយនៅឆ្នាំ 1932 បានប្រកាសពីការរកឃើញនៃភាគល្អិតអព្យាក្រឹតដែលគេសង្ស័យជាយូរមកហើយ។ វាត្រូវបានគេហៅថានឺត្រុង។ នឺត្រុង មានម៉ាសធំជាងម៉ាស់ប្រូតុងបន្តិច។ បច្ចុប្បន្នវាត្រូវបានសន្មតថាជា 1.008655 ។ នឺត្រុងមានបន្ទុកអគ្គីសនីសូន្យ និងវិលនៃ +1/2 ឬ -1/2 ពោលគឺពិតជាលក្ខណៈសម្បត្តិទាំងនោះដែលចាំបាច់ដើម្បីរក្សាទុកច្បាប់នៃការអភិរក្សនៃសន្ទុះមុំ។

រូបវិទូជនជាតិអាឡឺម៉ង់ Werner Karl Heisenberg បានសន្មត់ភ្លាមៗថា ស្នូលមានប្រូតុង និងនឺត្រុង ពោលគឺនឺត្រុងពីរប្រភេទដែលត្រូវបានរៀបរាប់ខាងលើ។

ដោយសារចំនួនម៉ាស់នៃប្រូតុង និងនឺត្រុងគឺប្រហែលមួយ នោះចំនួនម៉ាស់នៃស្នូលណាមួយគឺស្មើនឹងចំនួននឺត្រុងដែលវាមាន។ លេខអាតូមដែលតំណាងឱ្យបន្ទុកអគ្គិសនីនៃស្នូលគឺស្មើនឹងចំនួនប្រូតុង ព្រោះមានតែប្រូតុងប៉ុណ្ណោះដែលផ្ទុកបន្ទុកអគ្គិសនី។ ស្នូល 2 He 4 មានប្រូតុង 2 និងនឺត្រុង 2 (ពោលគឺ នឺត្រុងបួន), 8 O 16 មានប្រូតុងប្រាំបី និងនឺត្រុងប្រាំបី (ឧទាហរណ៍ 16 នឺត្រុង), 90 ធី 232 មាន 90 ប្រូតុង និង 142 នឺត្រុង (i.e. 232 នុយក្លេអ៊ុន) ។

អ៊ីសូតូមទាំងអស់នៃធាតុណាមួយមានលេខអាតូមដូចគ្នា ដូច្នេះពួកវាទាំងអស់ត្រូវតែមានលេខលក្ខណៈដូចគ្នានៃប្រូតុងនៅក្នុងស្នូលរបស់វា។ ពួកវាមានលេខម៉ាស់ខុសៗគ្នា ដូច្នេះពួកវាត្រូវតែមានលេខនុយក្លេអុងខុសៗគ្នា។ ភាពខុសគ្នានេះកើតឡើងដោយសារភាពខុសគ្នានៃចំនួននឺត្រុង។ ដូច្នេះស្នូលនៃអ៊ីសូតូបកាបូនពីរគឺ 6 C 12 និង 6 C 13 មាន 6 ប្រូតុង និង 6 នឺត្រុងនៅក្នុងករណីទីមួយ និង 6 ប្រូតុង និង 7 នឺត្រុងនៅក្នុងករណីទីពីរ។

ចំពោះអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម នឺត្រុង 92 U 235 មាន 92 ប្រូតុង និង 143 នឺត្រុង ពោលគឺ នឺត្រុងសរុប 235 ស្នូល 92 U 238 មាន 92 ប្រូតុង និង 146 នឺត្រុង ពោលគឺ នឺត្រុងសរុប .238 ។

ការបំបែកនឺត្រុង

អង្ករ។ 4. វិទ្យុសកម្ម?- ភាគល្អិត។

n > p + + e - .

អ្នករូបវិទ្យាមកពីសាកលវិទ្យាល័យកាលីហ្វ័រញ៉ានៅសាន់ឌីហ្គោបានស្នើឱ្យប្រើរូបធាតុងងឹតដើម្បីពន្យល់ពីភាពខុសគ្នារវាងការពិសោធន៍ "ដប" និង "ធ្នឹម" ដើម្បីកំណត់អាយុកាលនៃនឺត្រុងសេរី។ ដើម្បីធ្វើដូច្នេះបាន ប្រហែលមួយភាគរយនៃការពុកផុយនៃនឺត្រុងត្រូវតែមានជាផលិតផលចុងក្រោយដែលជាភាគល្អិតនៃរូបធាតុងងឹត ដែលម៉ាស់ដែលអនុវត្តស្របគ្នាជាមួយនឹងម៉ាស់ប្រូតុង។ អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅក្នុង លិខិតពិនិត្យរាងកាយរាយការណ៍ដោយសង្ខេបអំពីវា។ រូបវិទ្យា.

នៅក្នុងស្ថានភាពជាប់គ្នា (នៅខាងក្នុងស្នូលអាតូមិច) នឺត្រុងអាចរស់នៅបានដោយគ្មានកំណត់ ប៉ុន្តែនឺត្រុងសេរីបានរលួយយ៉ាងឆាប់រហ័ស។ តាមក្បួនមួយផលិតផលនៃការពុកផុយបែបនេះគឺប្រូតុងអេឡិចត្រុងនិងអេឡិចត្រុង antineutrino ។ ន → ទំ + អ៊ី − + ν អ៊ី* (ហៅថា) ទោះបីជាគំរូស្តង់ដារក៏អនុញ្ញាតឱ្យមានដំណើរការកម្រនិងអសកម្មបន្ថែមទៀត ដូចជាការបំបែកបេតាវិទ្យុសកម្ម ឬការបំបែកដើម្បីបង្កើតអាតូមអ៊ីដ្រូសែន។ ការប៉ាន់ប្រមាណតាមទ្រឹស្តីសម្រាប់អាយុកាលនៃការពុកផុយនៃនឺត្រុងហ្វាលដោយឥតគិតថ្លៃតាមរយៈឆានែលបែបនេះគឺពឹងផ្អែកយ៉ាងសំខាន់ទៅលើតម្លៃនៃសមាមាត្រនៃអ័ក្សវ៉ិចទ័រទៅនឹងវ៉ិចទ័រដែលត្រូវបានវាស់វែងជាមួយនឹងកំហុសទាក់ទងប្រហែល 0.2 ភាគរយ។ នេះធ្វើឱ្យពិបាកក្នុងការប៉ាន់ស្មានអាយុកាលនឺត្រុងយ៉ាងត្រឹមត្រូវ។ បច្ចុប្បន្ននេះ ការគណនាតាមទ្រឹស្ដីព្យាករណ៍ពីអាយុកាលពី 875 ទៅ 891 វិនាទី ឬប្រហែល 15 នាទី។

ម៉្យាងទៀតអាយុកាលរបស់នឺត្រុងអាចវាស់ដោយផ្ទាល់ ហើយតាមវិធីពីរយ៉ាងដែលងាយស្រួលអនុវត្តក្នុងការអនុវត្ត។ នៅក្នុងការពិសោធន៍ប្រភេទទីមួយ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានធ្វើឱ្យភាគល្អិតត្រជាក់នៅសីតុណ្ហភាពទាប ដាក់វានៅក្នុងអន្ទាក់ទំនាញមួយដែលមានរាងដូចដបពន្លូត និងវាស់ចំនួននឺត្រុងនៅក្នុងអន្ទាក់។ នអាស្រ័យលើពេលវេលា។ បន្ទាប់មកប្រៀបធៀបការពឹងផ្អែកដែលបានវាស់វែងដោយពិសោធន៍ជាមួយច្បាប់អិចស្ប៉ូណង់ស្យែល ន~ exp(− t/τ) យើងអាចរកឃើញលក្ខណៈនឺត្រុងពេញមួយជីវិត τ = τ ដប។ នៅក្នុងការពិសោធន៍ប្រភេទទី 2 អ្នករូបវិទ្យាយកធ្នឹមនឺត្រុង ហើយវាស់ចំនួនប្រូតុងដែលវាមាន ដែលផលិតដោយការបំបែកបេតា។ នេះធ្វើឱ្យវាអាចកំណត់អត្រានៃការពុកផុយហើយជាលទ្ធផលពេលវេលាលក្ខណៈរបស់វាដែលស្របគ្នានឹងអាយុកាលនឺត្រុង τ = τ beam ។

បញ្ហាគឺថាលទ្ធផលនៃការវាស់វែងដែលធ្វើឡើងដោយវិធីសាស្រ្តផ្សេងគ្នាខុសគ្នាស្ទើរតែដប់វិនាទី - ខណៈពេលដែលការពិសោធន៍ដបផ្តល់តម្លៃ τ = 879.6 ± 0.6 វិនាទីការពិសោធន៍ជាមួយធ្នឹមនាំឱ្យតម្លៃខ្ពស់ជាងគួរឱ្យកត់សម្គាល់ τ = 888 ± 2 វិនាទី។ ដូច្នេះភាពខុសគ្នារវាងលទ្ធផលទាំងនេះឈានដល់ 4 ។ ហេតុផលសម្រាប់ភាពខុសគ្នាបែបនេះអាចជាកំហុសប្រព័ន្ធដែលត្រូវបានមើលរំលងដោយក្រុមអ្នកពិសោធន៍ជាច្រើនក្នុងពេលតែមួយ ឬយន្តការជាមូលដ្ឋានដែលចង្អុលទៅរូបវិទ្យាលើសពីគំរូស្តង់ដារ។

រូបវិទូ Bartosz Fornal និង Benjamin Grinstein ស្នើឱ្យពន្យល់ពីភាពខុសគ្នារវាងលទ្ធផលនៃការពិសោធន៍ផ្សេងៗដោយប្រើ . ជាការពិត នៅក្នុងវិធីសាស្រ្ត "ធ្នឹម" វាត្រូវបានគេសន្មត់ថាជាលទ្ធផលនៃការពុកផុយ នឺត្រុងមួយរយភាគរយប្រែទៅជាប្រូតុង បូកនឹងភាគល្អិតតូចៗមួយចំនួនទៀត (ផូតុន នឺត្រុងណូស ជាដើម)។ ប្រសិនបើផ្នែកតូចមួយនៃការពុកផុយទាំងនេះកើតឡើងតាមរយៈឆានែល "មើលមិនឃើញ" ពោលគឺវាមានជាផលិតផលចុងក្រោយដែលជាភាគល្អិតនៃរូបធាតុងងឹតដែលមានអន្តរកម្មខ្សោយខ្លាំងជាមួយរូបធាតុ នោះអត្រានៃការពុកផុយ និងអាយុកាលដែលបានគណនាលើមូលដ្ឋានរបស់វានឹងត្រូវការ។ កែតម្រូវបន្តិច។ និយាយដោយប្រយោល នៅក្នុងវត្តមាននៃឆានែល "មើលមិនឃើញ" អត្រានៃការពុកផុយត្រូវបានគេប៉ាន់ស្មានមិនដល់ ហើយវាហាក់ដូចជាអ្នកពិសោធន៍ថានឺត្រុងអាចរស់នៅបានយូរបន្តិច។ កាន់តែច្បាស់ជាងនេះទៅទៀត អាយុកាលពិតអាចត្រូវបានស្ដារឡើងវិញដោយគុណពេលវេលា τ beam ដោយសមាមាត្រ Br រវាងចំនួនប្រតិកម្មដែលពាក់ព័ន្ធនឹងភាគល្អិតគំរូស្តង់ដារ និងចំនួនប្រតិកម្មសរុប (អ្នករូបវិទ្យាហៅសមាមាត្រនេះថា "សមាមាត្រសាខា") ។ ដើម្បីផ្សះផ្សាលទ្ធផលនៃការពិសោធន៍ "ដប" និង "ធ្នឹម" សមាមាត្រគួរតែមានប្រហែលស្មើនឹង Br ≈ 0.99 ពោលគឺប្រហែលមួយភាគរយនៃការពុកផុយគួរតែឆ្លងកាត់ឆានែល "មើលមិនឃើញ" ។

អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រស្នើឱ្យមានបណ្តាញពុករលួយពីរដែលទាក់ទងនឹងភាគល្អិតនៃសារធាតុងងឹត។ មួយក្នុងចំណោមពួកគេគឺ "មើលមិនឃើញ" ទាំងស្រុង (រួមទាំងផលិតផលចុងក្រោយ តែប៉ុណ្ណោះភាគល្អិតនៃរូបធាតុងងឹត) និងមួយទៀតគឺគ្រាន់តែផ្នែកខ្លះ "មើលមិនឃើញ" ពោលគឺ បន្ថែមពីលើភាគល្អិតនៃរូបធាតុងងឹតដ៏ធំ វាមានភាគល្អិតស្រាលនៃគំរូស្តង់ដារ - ហ្វូតុង អេឡិចត្រុង ប៉ូស៊ីតរ៉ុន ជាដើម។ ជាអកុសល នៅពេលដែលបណ្តាញបែបនេះត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងទ្រឹស្តី ការពុកផុយនៃប្រូតុងអាចធ្វើទៅបាន ដែលមិនត្រូវបានសង្កេតឃើញនៅក្នុងការអនុវត្ត។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ អ្នករូបវិទ្យាបានបង្ហាញថាការពុកផុយបែបនេះនឹងត្រូវបានហាមឃាត់ប្រសិនបើម៉ាស់នៃភាគល្អិត "មើលមិនឃើញ" ស្ថិតនៅក្នុងចន្លោះពី 937.9 ដល់ 939.6 មេហ្គាអេឡិចត្រុងវ៉ុល។ លើសពីនេះទៀត ការបំបែកបន្ថែមទៀតនៃភាគល្អិតដើម្បីបង្កើតជាប្រូតុងនឹងមិនអាចទៅរួចទេប្រសិនបើម៉ាស់របស់វាតិចជាង 938.8 megaelectronvolts ។ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌនេះ អាយុកាលនៃភាគល្អិតលទ្ធផលនឹងមានរយៈពេលយូរ ដែលធ្វើឱ្យវាក្លាយជាបេក្ខជនដ៏ល្អសម្រាប់តួនាទីនៃភាគល្អិតនៃសារធាតុងងឹត។

នឺត្រុង "មើលមិនឃើញ" បំបែកទៅជាភាគល្អិតនៃរូបធាតុងងឹត

B. Fornal & B. Grinstein / Phys ។ Rev. ឡេត

'មើលមិនឃើញដោយផ្នែក' ការបំបែកនឺត្រុងទៅជាភាគល្អិតនៃរូបធាតុងងឹត និង ហ្វូតុង

B. Fornal & B. Grinstein / Phys ។ Rev. ឡេត

ជាចុងក្រោយ អ្នករូបវិទ្យាបានសិក្សាលើបណ្តាញទាំងពីរដែលអាចធ្វើទៅបានយ៉ាងលម្អិត និងបានបញ្ជាក់ពីប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃភាគល្អិតដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងពួកវា។ ឧទាហរណ៍ ថាមពលនៃហ្វូតុងដែលកើតមកជាមួយនឹងភាគល្អិតនៃសារធាតុងងឹតដែលមានអាយុកាលយូរនៅក្នុងឆានែល "មើលមិនឃើញដោយផ្នែក" ស្ថិតនៅក្នុងចន្លោះពី 0.782 ដល់ 1.664 megaelectronvolts ហើយហ្វូតុងត្រូវតែជា monochromatic (មានន័យថាថាមពលរបស់ពួកគេគឺដូចគ្នា នៅក្នុងការដួលរលំទាំងអស់) ។ ប្រសិនបើតម្រូវការសម្រាប់អាយុកាលវែងត្រូវបានដកចេញពីភាគល្អិតនោះដែនកំណត់ទាបនៃថាមពល photon នឹងរលាយបាត់។

ទោះបីជាអត្ថបទរបស់អ្នករូបវិទ្យានៅក្នុង លិខិតពិនិត្យរាងកាយទើបតែចេញកាលពីសប្តាហ៍មុន វាត្រូវបានបោះពុម្ពនៅលើគេហទំព័រ arXiv.org នៅថ្ងៃទី 3 ខែមករា ឆ្នាំ 2018។ ដូច្នេះហើយ ក្រុមអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រជាច្រើនក្រុមបានគ្រប់គ្រងរួចហើយ ដើម្បីអនុវត្តគំនិតរបស់ Fornal និង Greenstein ក្នុងការងាររបស់ពួកគេ។ ជាពិសេស អ្នកស្រាវជ្រាវមួយក្រុមមកពីអាមេរិក និងបារាំងបានព្យាយាមរកមើលហ្វូតុងដែលកើតជាលទ្ធផលនៃការបំផ្លាញនឺត្រុង "ផ្នែកខ្លះមើលមិនឃើញ" ដោយស្កែនថាមពលពី 0.782 ដល់ 1.664 មេហ្គាអេឡិចត្រុង ទោះជាយ៉ាងណា ពួកគេមិនអាចចុះឈ្មោះបានទេ។ សញ្ញាដែលអាចកត់សម្គាល់បាន ដែលមិនរាប់បញ្ចូលការបង្កើតភាគល្អិតដែលមានអាយុកាលយូរនៃសារធាតុងងឹតក្នុងអំឡុងពេលនៃការពុកផុយ។ ក្រុមផ្សេងទៀតបានមើលពីរបៀបដែលការពុកផុយ "មើលមិនឃើញ" នឹងប៉ះពាល់ដល់ការវិវត្តន៍នៃផ្កាយនឺត្រុង - វាប្រែថាប្រសិនបើការពុកផុយបែបនេះពិតជាបានកើតឡើងមែននោះ ម៉ាស់របស់ផ្កាយនឹងថយចុះយ៉ាងឆាប់រហ័ស។ នេះផ្ទុយពីការសង្កេតរបស់តារាវិទូ; ដូច្នេះ ការបំបែក "មើលមិនឃើញ" គួរតែត្រូវបានហាមឃាត់នៅក្នុងផ្កាយនឺត្រុង។ ទីបំផុត អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមួយក្រុមទៀត បានបង្ហាញថា មាតិកាខ្ពស់មិនធម្មតានៃអាតូម 10 Be ក្នុងផលិតផលពុកផុយរបស់ 11 Be អាចត្រូវបានពន្យល់ដោយប្រើយន្តការដូចគ្នានឹងការបំបែកនឺត្រុងដែរ។

រហូតមកដល់ពេលនេះ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមិនអាចចាប់បានភាគល្អិតនៃរូបធាតុងងឹតនៅក្នុងការពិសោធន៍ផ្ទាល់ទេ ដូច្នេះភស្តុតាងទាំងអស់ដែលពេញចិត្តចំពោះអត្ថិភាពរបស់វាគឺទំនាញនៅក្នុងធម្មជាតិទាំងស្រុង។ ផ្ទុយទៅវិញ អ្នករូបវិទ្យាបានបង្កើតការរឹតបន្តឹងយ៉ាងតឹងរ៉ឹងលើផ្នែកឈើឆ្កាងសម្រាប់អន្តរកម្មនៃ WIMPs ជាមួយរូបធាតុ - ឧទាហរណ៍ តម្លៃអតិបរមាដែលអាចធ្វើបាននៃផ្នែកឆ្លងកាត់នេះគឺស្ថិតនៅលើលំដាប់នៃ 10 -45 សង់ទីម៉ែត្រការ៉េ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ អ្នកស្រាវជ្រាវមិនបាត់បង់ក្តីសង្ឃឹមសម្រាប់ភាពជោគជ័យនោះទេ - ពួកគេបន្តការដំឡើងពិសោធន៍ដែលមានស្រាប់ ឧបករណ៍រាវរកប្រភេទថ្មី រកមើលភាគល្អិតនៃសារធាតុងងឹតនៃប្រភេទផ្សេងទៀត (ឧទាហរណ៍ ឬ) ក៏ដូចជាវិធីសាស្ត្រជំនួសសម្រាប់ការរកឃើញភាគល្អិត។

ឌីមីទ្រី ទ្រូនីន

ពាក់កណ្តាលជីវិតនៃនឺត្រុងសេរី។ B-r ត្រូវបានរកឃើញដោយពិសោធន៍ជាលើកដំបូង។ ន. និងទទួលបានការប៉ាន់ស្មាននៃពាក់កណ្តាលជីវិតរបស់វាស្ទើរតែក្នុងពេលដំណាលគ្នា (1948-50) និងដោយឯករាជ្យពីគ្នាទៅវិញទៅមកដោយ A.H. Snell (Oak Ridsch, USA), J. Robson (Choke River, Canada) និង P E. Spivak (IAE) ។ សរុប > 15 ការវាស់វែងត្រូវបានអនុវត្ត T 1/2នឺត្រុង។ ណាអ៊ីប ទិន្នន័យពិតប្រាកដត្រូវបានទទួលនៅក្នុងការងាររបស់ C. Christensen និងមិត្តរួមការងារ (1970) (=10.61b0.16 នាទី), ក្រុមរបស់ Spivak (1978, T 1/2 = 10.18b0.10 នាទី) និង G. Byrne (1980, G 1/2 =10.82b0.21 នាទី) ។

សម្រាប់ការកំណត់ ធ 1/2 នឺត្រុងត្រូវបានផលិតដោយ 2 abs ឯករាជ្យ។ ការវាស់វែង៖ ចំនួននៃការពុកផុយនឺត្រុងនៅក្នុងតំបន់ដែលបានផ្តល់ឱ្យនៃធ្នឹមដែលរួមបញ្ចូលគ្នានៃនឺត្រុងកម្ដៅត្រូវបានកំណត់ ហើយចំនួននឺត្រុងដែលមានទីតាំងនៅក្នុងតំបន់នេះត្រូវបានវាស់វែង។ ក្នុងករណីនេះទាំងអេឡិចត្រុង (Christensen) ឬប្រូតុងដែលបំបែក (Spivak, Byrne) ត្រូវបានកត់ត្រា ជួរថាមពលគឺ 0-800 eV ។ នៅក្នុងការងាររបស់ Spivak ពួកគេត្រូវបានចុះឈ្មោះជាពិសេស។ ផ្ទៃខាងក្រោយទាប ការរាប់សមាមាត្រប្រូតុងបានចូលទៅក្នុងបង្អួចច្រកចូលបន្ទាប់ពីឆ្លងកាត់ឧបករណ៍កំណត់។ diaphragm និងបង្កើនល្បឿនដល់ថាមពល 25 keV ក្នុងស្វ៊ែរ។ វាលផ្តោតអារម្មណ៍ (រូបភាពទី 1) ។ ចំនួននឺត្រុងនៅក្នុងតំបន់បំបែកត្រូវបានកំណត់ដោយ abs ។ សកម្មភាពរបស់ Au irradiated នៅកន្លែងតែមួយនៃធ្នឹមនឺត្រុង។

ថាមពល វិសាលគមអេឡិចត្រុងត្រូវបានវាស់ដោយ Robson និង Christensen (1972) ។ ជាមួយនឹងករណីលើកលែង

អង្ករ។ 1. គ្រោងការណ៍នៃការពិសោធន៍ដើម្បីវាស់ពាក់កណ្តាលជីវិតនៃនឺត្រុងសេរី 1 - បន្ទប់បូមធូលី; 2 - ធ្នឹមនឺត្រុង; 3, 5 - សន្ទះបិទបើក, 4 - អេក្រង់ (ការពារវាលខាងក្រៅ); 6 - ក្រឡាចត្រង្គហ្វ្រាំង; 7 - អេឡិចត្រូតផ្តោតអារម្មណ៍; 8 - ឧបករណ៍ចាប់ប្រូតុង (បញ្ជរសមាមាត្រ) ។

គម្លាតមួយចំនួននៅក្នុងតំបន់ថាមពលទន់ (ប្រហែល 250 keV ជាក់ស្តែងដោយសារតែកំហុសក្នុងការវាស់វែង) ជាទូទៅវិសាលគមយល់ស្របនឹងរូបមន្ត Fermi សម្រាប់ការផ្លាស់ប្តូរដែលបានអនុញ្ញាត (សូមមើល។ ការបំផ្លាញបេតាស្នូល):

នេះគឺជាថាមពលអេឡិចត្រុង ហើយជាថាមពលព្រំដែននៃវិសាលគម (រូបភាពទី 2)។ ការពិសោធន៍ផ្តល់ឱ្យ 782b13 keV ដែលស្របនឹងទ្រឹស្តីមួយ។ តម្លៃដែលតាមពីទិន្នន័យលើម៉ាស់នៃនឺត្រុង អាតូមអ៊ីដ្រូសែន៖ = 782.318b0.017 keV ។

អង្ករ។ 2. វិសាលគមបេតានៃការពុកផុយនៃនឺត្រុងសេរី; បន្ទាត់រឹង - ខ្សែកោងទ្រឹស្តី; រង្វង់ត្រូវគ្នាទៅនឹងតម្លៃពិសោធន៍ដោយគិតពីដំណោះស្រាយថាមពល។

ទំនាក់ទំនងជ្រុងនៃផលិតផលពុកផុយ។ ការជំរុញនៃភាគល្អិតចំនួន 3 ដែលបង្កើតឡើងក្នុងអំឡុងពេល B-r ។ n. ត្រូវបានទាក់ទងគ្នាទៅវិញទៅមកដោយច្បាប់នៃការអភិរក្ស ដូច្នេះហើយ ដោយគិតគូរដល់ការបង្វិលនៃនឺត្រុងដែលរលាយ មានតែការទាក់ទងមុំឯករាជ្យចំនួន 4 ប៉ុណ្ណោះដែលអាចធ្វើទៅបានតាមទ្រឹស្តី។ ប្រូបាប៊ីលីតេនៃការពុកផុយនៃនឺត្រុងសេរីក្នុងមួយឯកតាពេលវេលាអាចត្រូវបានសរសេរជា៖

នេះគឺជារូបរាងនៃវិសាលគមគឺជាល្បឿននៃអេឡិចត្រុងគឺជាវ៉ិចទ័រឯកតានៃទិសដៅនៃការបញ្ចេញអេឡិចត្រុងនិង antineutrino ។ ក- ការភ្ជាប់ថេររវាងទិសដៅនៃការបំភាយអង់ទីណូទីណូ និងអេឡិចត្រុង; កកំណត់លក្ខណៈទំនាក់ទំនងរវាងទិសដៅនៃការបំភាយអេឡិចត្រុង និងទិសដៅនៃការបង្វិលនៃនឺត្រុងដែលរលួយ; INកំណត់លក្ខណៈទំនាក់ទំនងរវាងទិសដៅនៃការបំភាយសារធាតុប្រឆាំងនឺត្រូណូ និងការបង្វិលនឺត្រុង។ ឃកំណត់លក្ខណៈទំនាក់ទំនងរវាងទិសដៅនៃការបង្វិល s និងធម្មតាទៅនឹងយន្តហោះនៃការពង្រីកភាគល្អិត។

ទំនាក់ទំនង មានភាពចម្លែកក្នុងលំហ ពោលគឺពួកគេផ្លាស់ប្តូរសញ្ញានៅពេលដែលប្រព័ន្ធកូអរដោនេត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំង។ ការជាប់ទាក់ទងគ្នាបីដងគឺស្មើៗគ្នាក្នុងលំហ ប៉ុន្តែគឺចម្លែកទាក់ទងនឹងការបញ្ច្រាសពេលវេលា ( ធសេស)

ការបំបែកនឺត្រុង និងអថេរអន្តរកម្មខ្សោយ. នេះបើយោងតាមទ្រឹស្តី គំនិត, មូលដ្ឋាន ការរួមចំណែកដល់ B-r.n. គួរតែផ្តល់វ៉ិចទ័រ (F) និងវ៉ិចទ័រអ័ក្ស ( ក) អន្តរកម្ម ( វ -កវ៉ារ្យ៉ង់) ជាមួយនឹងអង់ទីណូទីណូបណ្តោយវែងគ្មានម៉ាស់ ឬ (អាច) ជាមួយនឹងអង់ទីណូត្រូណូតាមបណ្តោយដែលមានទំហំតូចបំផុត (បើប្រៀបធៀបទៅនឹងអេឡិចត្រុង) ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ភាពខ្លាំងនៃ 3 បន្ថែមទៀត (សរុប 5) វ៉ារ្យ៉ង់នៃអន្តរកម្មខ្សោយគឺអាចយល់បានតាមទ្រឹស្តី 4 fermions- មាត្រដ្ឋាន ( ស), pseudoscalar ( ទំ) និង tensor ( ធ). ស្រាយចម្ងល់ថាតើជម្រើសណាដែលត្រូវអនុវត្តជាក់ស្តែងគឺ Ch. ភារកិច្ចសិក្សាការបំបែកបេតានៃនឺត្រុង និងនឺត្រុង។ ណាអ៊ីប វិធីដែលអាចទុកចិត្តបានក្នុងការដោះស្រាយបញ្ហានេះគឺដើម្បីទទួលបានតម្លៃត្រឹមត្រូវនៃថេរ a, A, B, D. ក្នុងករណី B-r ។ ន. ការបកស្រាយនៃទិន្នន័យពិសោធន៍គឺគ្មានភាពមិនច្បាស់លាស់ដែលបង្កើតដោយព័ត៌មានលម្អិតមិនស្គាល់នៃរចនាសម្ព័ន្ធនុយក្លេអ៊ែរ។

ការសិក្សាច្បាស់លាស់នៃទំនាក់ទំនង antineutrino-electron ធ្វើឡើងនៅប្រទេសអូទ្រីស។ បានស្រាវជ្រាវ មជ្ឈមណ្ឌលនៅ Seibersdorf (1975-78) បានផ្តល់តម្លៃ a = -0.1017 ខ 0.0051. ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ វិសាលគមនៃប្រូតុងដែលពុកផុយដែលហោះតាមច្រកដែលជម្លៀសចេញពីស្នូលរ៉េអាក់ទ័រត្រូវបានវាស់។ ការវាស់វែងថេរ កនិង INអាចធ្វើទៅបានលុះត្រាតែទទួលបានធ្នឹមដ៏មានឥទ្ធិពល នឺត្រុងប៉ូល។(រហូតដល់ 10 9 neutr/s) ។ ណាអ៊ីប គ្រោងការណ៍វាស់ថេរសាមញ្ញ ក. ពីតំបន់ដែលបានផ្តល់ឱ្យនៃធ្នឹមនៃបន្ទាត់រាងប៉ូល។ នឺត្រុង អេឡិចត្រុងហោះហើរក្នុងមុំរឹងជាក់លាក់មួយត្រូវបានកត់ត្រាក្នុង 2 ទិសនៃនឺត្រុង - ប៉ារ៉ាឡែល និងប្រឆាំងប៉ារ៉ាឡែលទៅនឹងអ័ក្សចុះឈ្មោះអេឡិចត្រុង ដោយប្រៀបធៀបអត្រារាប់នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌទាំងនេះ ហៅថា។ តម្លៃ asymmetry:

ដែលជាមធ្យមនៅលើផ្នែកដែលបានកត់ត្រានៃវិសាលគម គឺជាមុំរវាងទិសដៅនៃបន្ទាត់រាងប៉ូលនឺត្រុង

អង្ករ។ 3. គ្រោងការណ៍ពិសោធន៍សម្រាប់វាស់ទំនាក់ទំនងអេឡិចត្រុងវិល៖ 1 - ឧបករណ៍ចាប់អេឡិចត្រុង (ផ្លាស្ទិចកោសនិង PMT); 2 - សុទ្ធ; 3 - បន្ទប់បូមធូលី; 4 - ធ្នឹមនៃនឺត្រុងប៉ូល; 5 - អេឡិចត្រូតស្វ៊ែរ (+ 25 kV); 6 - សំណាញ់រាងស្វ៊ែរតូច; 7 - ឧបករណ៍ចាប់ប្រូតុង (CsI និង PMT)៖ 8 - អេក្រង់; 9 - សំណាញ់រាងសាជី (+28 kV); 10 - ដ្យាក្រាមដែលជ្រើសរើសតំបន់ធ្វើការនៃធ្នឹមនឺត្រុង។

ថ្មី និងសន្ទុះនៃអេឡិចត្រុងដែលបានរកឃើញ TO- មេគុណ polarization នៃធ្នឹមនឺត្រុង។

តាមពិតរូបភាពមានភាពស្មុគស្មាញដោយវត្តមាននៃផ្ទៃខាងក្រោយពីអេឡិចត្រុងដែលមិនមានទំនាក់ទំនងជាមួយការពុកផុយនៃនឺត្រុង។ នេះបង្ខំឱ្យឧបករណ៍ចាប់អេឡិចត្រុងត្រូវបានបើកស្របគ្នាជាមួយនឹងឧបករណ៍ចាប់ប្រូតុង។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ក្នុងករណីនេះ ទំនាក់ទំនងជ្រុងនៃ antineutrino-spin ដែលខ្លាំងជាងការវាស់វែង 10 ដង អាចធ្វើឱ្យមានការរួមចំណែកគួរឱ្យកត់សម្គាល់ចំពោះភាពមិនស៊ីមេទ្រី។ នៅក្នុងការងាររបស់វិទ្យាស្ថានថាមពលអាតូមិក ការដំឡើងត្រូវបានរៀបចំឡើងក្នុងរបៀបមួយដើម្បីធានាការប្រមូលផ្តុំនៃប្រូតុងទាំងអស់ដែលបានបង្កើតឡើងក្នុងអំឡុងពេល B-r ។ n. ដែលមិនរាប់បញ្ចូលឥទ្ធិពលនៃទំនាក់ទំនង antineutrino-spin (រូបភាពទី 3) ។ លទ្ធផលនៃការងារនេះ៖ ក=-0.114b0.005 ។ ការសិក្សាស្រដៀងគ្នានេះធ្វើឡើងនៅមន្ទីរពិសោធន៍ Argonne (សហរដ្ឋអាមេរិក) បានផ្តល់ឱ្យ: ក=- 0.113b0.006 ។

សម្រាប់អថេរ INតម្លៃដែលទទួលបាន៖ IN= 1.01b0.05 (សហរដ្ឋអាមេរិក) និង ខ=+0.955b0.035 (សហភាពសូវៀត) ។ ការជាប់ទាក់ទងគ្នាគឺជាកម្មវត្ថុនៃការស្វែងរកការបំពាន ធ- ភាពស្មើគ្នាក្នុងអន្តរកម្មខ្សោយ។ ការវាស់វែងចំនួន 6 នៃថេរត្រូវបានអនុវត្ត ឃ. ណាអ៊ីប ចម្ងាយពិតប្រាកដ៖ ឃ=+0.0022b0.0030 (ស.ស.យ.ក) និង ឃ=-0.0011b0.0017 (ហ្គ្រីណូប បារាំង)។ លទ្ធផលទាំងនេះបង្ហាញពីអវត្តមាននៃឥទ្ធិពលដែលចង់បាននៅក្នុងកំហុសរង្វាស់។

ទទួលបានដោយការសិក្សាពីការពុកផុយនៃប៉ូល័រ។ តម្លៃថេរនឺត្រុង កនិង INបានអនុញ្ញាតឱ្យយើងធ្វើការជ្រើសរើសច្បាស់លាស់ក្នុងការពេញចិត្ត វី-អេ- កំណែនៃទ្រឹស្តី។ ការធ្វើតេស្តដ៏ល្អគឺសមាមាត្រ 1+ A=B+aដែលត្រូវតែពេញចិត្តដោយទិន្នន័យក្នុងករណីសុទ្ធ វី-អេ- ជម្រើស។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ទិន្នន័យដែលមានមិនទាន់រាប់បញ្ចូល (ក្នុងដែនកំណត់នៃកំហុសរង្វាស់) វត្តមាននៃពាក្យប្រភេទ scalar ឬ tensor នៅក្នុង Hamiltonian ប៉ុន្តែគ្រាន់តែដាក់កម្រិតលើថេរប៉ុណ្ណោះ។ ជីអន្តរកម្ម 4-fermion ខ្សោយដែលត្រូវគ្នា៖ G S / G V<0,3 и G T / G A<0,15.

ធម្មជាតិនៃការពិសោធន៍	ក្រុមពិសោធន៍
1. ការវាស់វែង T 1/2	K. Christensen et al. (RISO, ដាណឺម៉ាក)
	P. E. Spivak និងអ្នកដទៃ (IAE, USSR)	1.276b0.008
	G. Byrne et al (បារាំង)
4. ការវាស់វែងថេរ ក	P. Dobrozemsky et al (Seibersdorf, អូទ្រីស)

តើនឺត្រុងបំបែកទៅជាភាគល្អិតអ្វីខ្លះ? នឺត្រុង​ក៏​ពុក​រលួយ​ជាមួយ​នឹង​ការ​បំភាយ​ហ្វូតូន

តើនឺត្រុងបំបែកទៅជាភាគល្អិតអ្វីខ្លះ? នឺត្រុងក៏ពុករលួយជាមួយនឹងការបំភាយហ្វូតូន