Bắt giữ electron kép

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Buớc tưới chuyển hướng Bước tới tìm kiếm

Bắt giữ electron képchế độ phân rã của hạt nhân nguyên tử.[1] Đối với một đồng vị phóng xạ (A, Z) có số hạt nhân Asố nguyên tử Z, chỉ có thể bắt được electron kép nếu khối lượng của đồng vị phóng xạ của (A, Z-2) thấp hơn.

Trong chế độ phân rã này, hai trong số các electron quỹ đạo bị bắt bởi hai proton trong hạt nhân, tạo thành hai neutron. Hai neutrino được phát ra trong quá trình này. Vì các proton được thay đổi thành neutron, số lượng neutron tăng thêm 2, số lượng proton Z giảm đi 2 và số khối nguyên tử A không đổi. Bằng cách thay đổi số lượng proton, sự bắt electron kép sẽ biến đổi các hạt nhân thành một nguyên tố mới.

130Ba +   2e →   13054Xe   +   2νe

Trong hầu hết các trường hợp, chế độ phân rã này bị che khuất bởi nhiều chế độ có thể xảy ra hơn (bắt giữ electron đơn lẻ, v.v.), nhưng khi tất cả các chế độ này bị cấm hoặc triệt tiêu mạnh, bắt giữ electron kép sẽ trở thành chế độ phân rã chính. Có 35 đồng vị xuất hiện tự nhiên có thể trải qua quá trình bắt electron kép. Tuy nhiên, chỉ có ba quan sát được xác nhận về quá trình này (đối với krypton-78, barium-130 và xenon-124). Một lý do là xác suất xảy ra chế độ bắt giữ electron kép là rất nhỏ (dự đoán lý thuyết về chu kỳ bán rã cho chế độ này nằm trên 10 20 năm). Một lý do thứ hai là các hạt duy nhất có thể phát hiện được tạo ra trong quá trình này là các tia Xelectron Auger được phát ra từ lớp vỏ nguyên tử bị kích thích. Trong phạm vi năng lượng của chúng (~ 1-10 keV), nền thường cao. Do đó, việc phát hiện thử nghiệm bắt giữ electron kép khó khăn hơn so với phân rã beta kép. Việc bắt electron kép có thể đi kèm với sự kích thích của hạt nhân con. Lần lượt, sự khử kích thích của nó đi kèm với sự phát xạ của các photon có năng lượng lên đến hàng trăm keV.

Nếu sự chênh lệch khối lượng giữa các nguyên tử mẹ và con lớn hơn hai lần khối lượng của một electron (1.022 MeV), năng lượng được giải phóng trong quá trình này đủ để cho phép một chế độ phân rã khác: bắt electron bằng phát xạ positron. Nó xảy ra cùng với việc bắt electron kép, tỷ lệ phân nhánh của chúng tùy thuộc vào tính chất hạt nhân. Khi chênh lệch khối lượng lớn hơn bốn lần khối lượng electron (2.044 MeV), chế độ thứ ba, chế độ phân rã positron kép cho phép. Chỉ có 6 đồng vị phóng xạ tự nhiên[nào?] có thể phân rã thông qua ba chế độ này cùng một lúc.

Bắt giữ electron kép không neutrino[sửa | sửa mã nguồn]

Quá trình được mô tả ở trên với việc bắt giữ hai electron và phát xạ hai neutrino (bắt electron kép neutrino) được cho phép theo Mô hình chuẩn của vật lý hạt: không vi phạm luật bảo tồn (bao gồm bảo toàn số lepton). Tuy nhiên, nếu số lepton không được bảo toàn hoặc neutrinophản hạt của chính nó, một loại quá trình khác có thể xảy ra: cái gọi là bắt giữ electron kép không neutrino. Trong trường hợp này, hai electron bị hạt nhân bắt giữ, nhưng neutrino không được phát ra.[2] Năng lượng được giải phóng trong quá trình này được mang đi bởi một lượng tử gamma bremsstrahlung. Chế độ phân rã này chưa bao giờ được quan sát bằng thực nghiệm và sẽ mâu thuẫn với Mô hình chuẩn nếu nó được quan sát.

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ M. Hirsch và đồng nghiệp (1994). “Nuclear structure calculation ofβ+β+,β+/EC and EC/EC decay matrix elements”. Zeitschrift für Physik A Hadrons and Nuclei 347 (3): 151–160. doi:10.1007/BF01292371. 
  2. ^ J.Bernabeu, A.De Rujula. C.Jarlskog (15 tháng 8 năm 1985). “Neutrinoless double electron capture as a tool to measure the electron neutrino mass”. Nuclear Physics B 223 (1): 15–28. Bibcode:1983NuPhB.223...15B. doi:10.1016/0550-3213(83)90089-5. Truy cập ngày 25 tháng 12 năm 2017. 

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]