Racjonalista - Strona głównaDo treści
dlaczego neutrony się rozpadają?

Ten wątek jest przedawniony

Działy Forum » Nauka
NapisanoAutorTytuł
28-04-2014 18:05atto (627 punktów)
(zablokowany)
dlaczego neutrony się rozpadają?
Ocena 1 na 1
Może ma zerową energię wiązania i stąd ta nietrwałość?

Wyliczenie z prostego modelu chyba to potwierdza.
Przyjmujemy że neutron jest po prostu parą e + p, czyli coś jak atomu wodoru,
ale elektron ma tam zbyt dużą prędkość, co zeruje energię wiązania.

dla małych prędkości mamy warunek:
mv^2/r = eE = k/r^2

stąd: mv^2 = k/r, co znaczy że: Ek = -0.5Ep;
czyli energia kinetyczna jest dwa razy mniejsza od -Ep - stąd energia wiązania, i trwałość układu.

Ale wedle wzorów z STw energia kinetyczna rośnie szybciej z prędkością niż v^2, czyli istnieje moment w którym otrzymamy: Ek = -Ep, i dokładnie zero energii wiązania.

Przyjmując że tak jest w przypadku neutronu, można wyznaczyć promień neutronu, i jeśli wyjdzie poprawny wtedy już w zasadzie można sobie chyba darować te współczesne modele jąder - siły jądrowe i inne takie at hot zgadywanki.

m.gamma * v^2 = k/r => r = ...

i znamy masę neutronu: jest większa od protonu o około 1.3 MeV, czyli o 2.6 elektronów;
odejmujemy z tego 1, i pozostaje 1.6, mnożymy teraz to przez 2, z uwagi na Ek = -Ep;

zatem współczynnik gamma musi być równy 3.2, co daje prędkość: v = 0.95 c

I sprawdzamy:

m 3.2 * (0.95c)^2 = 1.44 MeV

zatem promień neutronu powinien być równy około: r = 1 fm, chyba poprawny...
Dla pewności dodatkowo sprawdzimy moment magnetyczny neutronu:

un = -1.9 magnetonów jądrowych, czyli magneton Bohra/1836.
Skoro neutron to proton plus orbitujący elektron, to wypadkowy moment jest sumą:
un = up + ue, moment protonu: up = 2.8, zatem pozostaje -4.7 - z orbity elektronu!

u = e/2 r v, zatem wystarczy podstawić... wychodzi 4.74.

Deuter ma dwa protony, więc tam potencjał się podwaja, więc energia elektronu już tego nie przekracza, i stąd trwałość - wiązanie około 2Mev.

Jak widać modele sił jądrowych są zbytecznym... kwiateczkiem do kożucha;
Synteza p-p - samych protonów? 70 lat próbują - prześwietny pomysł fizyków jądrowych.

I dalej: można sobie sprawdzić że dla cięższych jąder średnia energia na w przeliczeniu na neutron, tj. elektron, biega w pobliżu 12 MeV - dlaczego 12?
No, bo 12^2 = 144, co jest blisko 137.

Tam jest znowu trzymany warunek Sommerfelda-Bohra: l = nh/p !
ale dla dużych prędkości p = gamma mv, i warunek nie może już być spełniony...
o ile potencjał nie wzrośnie właśnie aż 137 razy!

Minimum jest n = 1, i wodorze mamy to spełnione dla v = c/137,
zatem dla v ~ c, musi być 11-12 razy zmultiplikowany potencjał na elektron,
bo tylko wówczas to się nam skasuje: 137 / Z^2 =~ 1, i dopiero teraz odzyskujemy poprawną długość fali de Broglie'a!

Simple Kissing problem.
Autor wątku ma uprawnienia do usuwania wypowiedzi, jeżeli łamią regulamin Forum lub znacznie odbiegają od tematu.

Katsura (83 punktów)
Jestem kompletnym laikiem jeśli chodzi o jakiekolwiek obliczenia matematyczne niż inne od tych w prostym kalkulatorze, więc głębszej wiedzy fizycznej nie liznę, ale ponoć są także
hipotezy, że protony też mogą się rozpaść po DŁUGIIIM czasie. Czy panowie i panie bardziej w obyci w tych sprawach mogą mi powiedzieć czy do czegoś w tym temacie się doszło?
Jacholek (5699 punktów)
>hipotezy, że protony też mogą się rozpaść po DŁUGIIIM czasie. Czy panowie i panie bardziej w obyci w tych sprawach mogą mi powiedzieć czy do czegoś w tym temacie się doszło?
Jakieś 20 lat temu prowadzone były eksperymenty sprawdzające teoretyczną możliwość rozpadu protonu, ale wyniki były negatywne wskazując na to iż czas życia protonów , o ile się w ogóle rozpadają, przekracza wielkość rzędu 10^34 lat. Wiele z tych eksperymentów przestawiły się wówczas na poszukiwanie prawie nieuchwytnych neutrin pochodzenia kosmicznego.
A tak przy okazji ( to adresowane do autora tego wątku) to proton ma dobrze zbadaną strukturę kwarkową, więc zabawy numeryczne w obrazku systemu proton-elektron pachną myszką. Polecam zapoznanie się z elementami chromodynamiki kwantowej wyjaśniającej z dużą dokładnością to wszystko co dzieje się na poziomie struktur kwarkowych.
28-04-2014 23:01 
 Ocena 1 na 1
atto (627 punktów)
(zablokowany)
>A tak przy okazji ( to adresowane do autora tego wątku) to proton ma dobrze zbadaną strukturę kwarkową, więc zabawy numeryczne w obrazku systemu proton-elektron pachną myszką. Polecam zapoznanie się z elementami chromodynamiki kwantowej wyjaśniającej z dużą dokładnością to wszystko co dzieje się na poziomie struktur kwarkowych.

Na poziomie kwarkowym fizyka jądrowa nie działa w ogóle.
Nie potrafi przewidzieć rozmiarów, masy, ani momentów mag. protonu, jak i neutronu.

Z czego jest proton mnie tu nie interesuje, ale neutron na pewno jest układem p + e, z zerową energią wiązania, albo prawie.

Mamy deuter i tam elektron może osiągać prędkości prawie c, i układ pozostanie trwały, bo potencjalna jest duża - dwa razy większa niż +1e.

Po rozerwaniu deuteronu mamy p i n osobno, i sam n musi się rozpaść, bo jeden proton ma za cienki potencjał że utrzymać tak szybki elektron: Ek + Ep >= 0.

Fizyka jądrowa jeszcze nie istnieje (przynajmniej w jawnych - cywilnych instytucjach), stąd też te skecze z zimną fuzją, w których ewidentnie dawno obalono model sił jądrowych... kolorowych czy też tylko mono-zielonych.
Jacholek (5699 punktów)
Chromodynamika kwantowa funkcjonuje doskonale w zakresie perturbacyjnym (wysokie energie) i robi postępy w obszarze nie perturbacyjnym (niskie energie) dzięki rozwojowi technik obliczeniowych (Lattice calculations). Właśnie w Warszawie trwa międzynarodowa konferencja DIS2014 poświęcona badaniom struktury wewnętrznej hadronów (funkcje struktury). Polecam skontaktowanie się z ekspertami w tej dziedzinie lub zapoznanie się z bogata literaturą naukową w tej specjalności fizyki cząstek.

www.usqcd.org/
atto (627 punktów)
(zablokowany)
Można wymyślać przeróżne modele oparte o nowe, abstrakcyjne, matematyczne pojęcia, ale to nie jest fizyka, lecz opisywanie i prognozowanie.
Podobnie jak model Ptolemeusza, który przewidywał perfekcyjne pozycje planet na całe wieki.

Albo weź te dzisiejsze metody z modelowaniem komputerowym nutacji i precesji osi Ziemi.
Na czym to polega?
Masz tam ze 100-200 harmonicznych, więc wyznaczasz tylko współczynniki szeregu tryg., zwykle Czebyszewa, no i masz perfekcyjną zgodność - pewnie do 15 cyfr, bo tyle komputery obsługują z marszu - typ double.

Fizyka, czy w ogóle nauka, zajmuje się dochodzeniem przyczyn, zasad funkcjonowania, bada mechanizmy zjawisk, czyli wyjaśnia sprawy a nie tylko opisuje to co widać, za pomocą przypadkowych pojęć, których sensu i znaczenia nikt nigdy nie pozna, bo one po prostu nie istnieją: jak spin połówkowy, splątania kwantowe, zakaz Pauliego, zasada nieoznaczoności, siły jądrowe, kolorowe, gluony, spinony, chargony, partony, ect.

O! Jaka jest energia wiązania protonu w modelu kwarkowym?
Przecież kwarki są setki razy lżejsze od protonu, więc po trwałym związaniu układ powinien mieć deficyt masy, a nie gigantyczną superatę!

Ten model nie przewiduje trwałych nukleonów.

Wiązanie deuteronu: 1.44 MeV, czyli dokładnie tyle, ile dojdzie z podwojenia potencjału - drugi proton.

Moment magnetyczny również się zgadza: 2 x up - dwa protony są tu sparowane,
i plus z cyrkulacji elektronu, około -4.7, suma: 5.6 - 4.7 = +0.9

Cudowna seria koincydencji?
29-04-2014 17:18 
 Ocena 1 na 1
Jacholek (5699 punktów)
>Przecież kwarki są setki razy lżejsze od protonu, więc po trwałym związaniu układ powinien mieć deficyt masy, a >nie gigantyczną superatę!
Nukleon to nie tylko kwarki ale i gluony, ktorych samooddzialywanie kreuje obserwowana mase.

>Wiązanie deuteronu: 1.44 MeV, czyli dokładnie tyle, ile dojdzie z podwojenia potencjału - drugi proton.
Niestety energia wiazania deuteronu to 2.2 MeV
>Moment magnetyczny również się zgadza: 2 x up - dwa protony są tu sparowane,
>i plus z cyrkulacji elektronu, około -4.7, suma: 5.6 - 4.7 = +0.9
>Cudowna seria koincydencji?
>
To jest numerologia jak np w przypadku szukania zwiazku pomiedzy promieniami planet w ukladzie slonecznym...
29-04-2014 21:18 
 Ocena 1 na 1
atto (627 punktów)
(zablokowany)
> >Przecież kwarki są setki razy lżejsze od protonu, więc po trwałym związaniu układ powinien mieć deficyt masy, a >nie gigantyczną superatę!
>Nukleon to nie tylko kwarki ale i gluony, ktorych samooddzialywanie kreuje obserwowana mase.

Jasne, ale ja obstawiam że tam są... tłuste bany.

>>Wiązanie deuteronu: 1.44 MeV, czyli dokładnie tyle, ile dojdzie z podwojenia potencjału - drugi proton.
>Niestety energia wiazania deuteronu to 2.2 MeV

2.2 jest liczone z różnicy masy: n+p - deuter.

1.44 Me jest liczone z masy 2H - D, i to jest poprawne bo tyle rejestrują w reakcjach fuzji: H+H po prostu:

www.britan(*)121/The-plasma-state#toc259122

2.22 = 0.78 + 1.44

> To jest numerologia jak np w przypadku szukania zwiazku pomiedzy promieniami planet w ukladzie slonecznym...

Modele sił jądrowych są typową numerologią - stąd też praktycznie zero postępów w technologi od narodzin tego pomysłu!

Tu są konkretne równania, a nie operacje na gołych liczbach, co jest domeną modeli tylko opisowych, bezprzyczynowych, krakingowych: 'licz i nie myśl'.
atto (627 punktów)
(zablokowany)
Ale taki układ nie może mieć zerowej energii wiązania.

Obliczamy tak:
W = Ek - Ep = mc^2(g-1) - k/r

podstawimy sobie z warunku: m.g v^2 = k/r, wtedy będzie to:

W = mc^2(g-1) - m.g v^2 = mc^2[(1 - v^2/c^2)g - 1] = mc^2(1/g - 1)

czyli: mc^2 (sqrt(1-v^2) - 1) co jest zerowe tylko dla v = 0;

a limit mamy dla v -> c i tu wiązanie ma energię: -mc^2, czyli te kwanty 0.511 MeV identyfikowane obecnie jako anihilacja pozyton-elektron!

Zatem prawdopodobnie jest taka reakcja: kolizja elektronu z protonem

p + e = n + 0.511 MeV,
i stąd ta powszechność kwantów po 0.511 MeV, które są obserwowane w przypadku kolizji szybkich cząstek - plazma, itp.

Chyba niechcący rozwiązał się nam stary problem antymaterii.
scooby14444 (142 punktów)
Całkiem sensownie to wygląda.

Wróć do listy wątków działu Nauka
Aby pisać w tym wątku, musisz się zalogować

  

Zaloguj przez OpenID..
Jeżeli nie jesteś zarejestrowany/a - załóż konto..

Szukaj na Forum  Przewodnik  Regulamin i instrukcja obsługi Forum  Kolegium Moderatorów

 


[ Regulamin publikacji ] [ Bannery ] [ Mapa portalu ] [ Reklama ] [ Sklep ] [ Zarejestruj się ] [ Kontakt ]
Racjonalista © Copyright 2000-2018 (e-mail: redakcja | administrator)
Fundacja Wolnej Myśli, konto bankowe 101140 2017 0000 4002 1048 6365