Fisica del Nucleo - Parte 4

Decadimento β_- e interazione debole

L'universalità delle interazioni, anche per particelle non all'interno dei nuclei. Tutte le particelle risentono dell'interazione debole e non è sempre consentito anzi; ma! La storia di questo studio iniziò negli anni '30, prosegue con concetti sempre nuovi molto affascinanti. Ogni nucleo decade e si trasforma creando elettroni e positroni emessi proprio in metalli attraversati e tutto ciò non può essere spiegato né da EM né da FNF.

• ^A_ZX_N → ^A_Z+1X_N-1 + e^- + ...
• n → p + e^- + ... processo elementare
• β^{+ A}_ZX_N → ^A_Z-1X_N+1 + e⁺ + ...
• ^A_ZX_N + e⁺ → ^A_Z-1X_N+1

→ visura di energia o di quantità di moto degli elettroni da un campione emesso, comparando le masse vediamo che è

procano n → p + e^- + ... è energeticamente favorevole. Nd(i)

Si osserva uno spettro continuo e non

livelli discreti.

E_ν = Energia massima dell'elettrone è tutto il Q

del rilascio

Perché succede questa cosa? Bruehstrallung? No.

Pauli: non viene emesso semplicemente un elettrone ma anche

un'altra particella (ν) continuando a misurare il

rinculo del nucleo. Essendo un processo a tre corpi

è tutto diverso. Proprietà di questa nuova particella?

spin 1/2 così evitiamo il problema n(3/2) → p(2) + e(2)

Quindi trasformiamo per fermare il sistema

esempio: Massa nulla perché Q elevato, le cariche

massive di E_i max dell'elettrone. Carica elettrica nulla perché

permetteva conservazione della carica elettrica. Come faccia

mai a vederlo? Solo con un'interazione apposita!

Queste particelle predette nel '30, annunciate nel '60,

in un reattore nucleare → Neutrini !!

Che proprietà ha la forza di interazione debole

quindi? Teoria di Fermi per il decadimento β

1. Dove è fatta: di forza - trovo predizione - verifico

2. Altre sperimentazioni e verifiche.

3. Neutrino

4. Antineutrino

5. Come si distinguono?!

Movimento di pelo marcie Di massa nulla: Neutrone è Protone è di antiparticella di se stessa. Ma Come è fatto il campo dei neutrini? Equazione di Dirac per particella di massa nulla è unico strumento che serve.

Due corpi, livelli discreti di energia

n -> p + e^- + ν

e⁺ + p -> ν + ν

Facendo esperimenti possiamo vedere se un tipo di reazione avviene o no. Se è diverso risultato del decadimento di protone da quello di neutrone allora si particella come diversa. Possiamo immaginare per una nuova legge di conservazione Conservazione del numero Leptonico (leptone è l'elettrone)

• e^-: +1
• e⁺: -1
• n: 0
• ν: 0
• ν̅: 0

Tutte le osservazioni sperimentali permettono di verificare che il numero leptonico è conservato = possiamo affermare che ci sono neutrini ed antineutrini per permettere ciò

• β^-: n -> p + e^- + ν̅
• β⁺: p -> n + e⁺ + ν
• CE: p -> n + ν

Transizioni da stato eccitato si sottrare da tutte le formule

Q_β^ex = Q_β - 1e^-e_ex

Q_β = energia cinetica complessiva del processo = E_ky + E_ke + E_kν = T₀ + q_β

[ (m_ecc²)² + (pc)²] ^1/2 - Mecc²

Modulo della quantità di moto dei neutrinos

=> _j = ∫_V ∅_f N_f con N_f = ²/_j ^∫_-∞ ^|∫_t³ |_f² |∫_i² ∫³x

Elementi di uranio nucleari

bilanciamento nucleari santuario tra nuclidi sicale e finale del nucleo.

non dipende de posizione

Per le transizioni penseremo non è dipendenza delle ope. de quantità di moto è un suppressimonia m. Experiments di neutrino con probabilità non zero ¡Q = 0! mediamente non compriamo energia e probabilmente quantità di moto non constanti (nel spazio fase), prob ^½. Tentare di definire uno delle densità dei sist final.

ρ (E_β) = dn_β/dE_β; dn_f = d∅/2² dp (2π³)³; dq 2π³

prodotto delle densità del subsistemi!

• dp (E_β) = dn_f/dE_β = ^{(!!)2 ρ₂ dp dq_q √V₂}/_{(2π∅)² dEβ}

la somma delle energie di er e e_s non è a caso uno è costante! Anche le due quantità d moto quindi non sono independenti. Possiamo esprimere il glu del neutrino in terminal di p.

E_β = Q_β - T_e + qC

q^* = Q_β - T_e/_C

Fissato volone dell’energia dell’electrone, calcoliamo

dq/dE_β|_Te=cost = 1/C {massa del neutrimis nulle}

{Perchè qc} => db_q = dp²dq²dp