Kiedy jądro ulega rozpadowi beta, dokonuje przejścia od jednego stanu kwantowego, posiadającego dobrze zdefiniowaną energię, do innego stanu kwantowego również o dobrze zdefiniowanej energii. Jednak cząstki beta emitowane w tym procesie nie mają ustalonej energii. Dlaczego tak się dzieje? Brak sensownego wyjaśnienia tego problemu stawiał pod znakiem zapytania słuszność zasady zachowania energii. W latach dwudziestych XX wieku problem stał się palący. W 1930 r. Wolfgang Pauli pół żartem pół serio zaproponował wprowadzenie do fizyki nowego bytu, neutrino. Z braku lepszych propozycji tą przyjęto przez aklamację.
Jak wynika z opracowania głównego wszystkie atomy zderzają się, a wynikiem tych zderzeń jest wytwarzanie przez elektrony kwantów energii. Kwanty te są emitowane na zewnątrz jako promieniowanie cieplne ciał. Widmo promieniowania cieplnego dowolnego ciała jest widmem ciągłym i odpowiada krzywej promieniowania ciała doskonale czarnego. Przykład takiej krzywej przedstawia rys. 1.
Rys. 1
Promieniowanie beta (emisja elektronów lub pozytonów) powstaje:
– gdy zderzają się nienaturalnie ciężkie atomy (promieniotwórczość naturalna),
– gdy tarcze ze zwykłych atomów są bombardowane nienaturalnymi cząstkami (pociskami) o potężnej energii (promieniotwórczość sztuczna).
Po zderzeniu nienaturalnie ciężkich atomów, lub po zbombardowaniu atomów cząstkami o dużej energii, ich elektrony doznają nienaturalnie silnych drgań i obok kwantów podczerwieni wytwarzają nienaturalnie mocne kwanty (kwanty promieniowania gamma lub kwanty promieniowania X).
Widmo tego promieniowania też będzie ciągłe, tak jak to przedstawia krzywa na rys. 1.
Część wytworzonych przez atomy kwantów gamma posiada odpowiednią moc umożliwiającą zajście procesu kreacji par. Po zderzeniu tych kwantów z jądrem atomu lub elektronem powstają pary elektron – pozyton. Następnie mogą zaistnieć losowo dwa zjawiska.
- Elektron z w/w pary zobojętnia proton, powstaje dipol elektryczny zwany neutronem. Niesparowany po procesie kreacji par pozyton musi opuścić atom. Tak powstaje promieniowanie beta plus.
- Pozyton z w/w pary unicestwia elektron, będący elementem dipola elektrycznego neutronu. Neutron pozbawiony elektronu przestaje być dipolem elektrycznym, staje się protonem. Niesparowany po procesie anihilacji elektron, musi opuścić atom. Tak powstaje promieniowanie beta minus.
Jeżeli atomy wytwarzają ciągłe widmo promieniowanie gamma, to powstałe w procesie kreacji par elektrony i pozytony będą miały energie proporcjonalne do mocy kwantów z których powstały, czyli ich widmo promieniowania również powinno być ciągłe, tak jak to pokazuje poniższa krzywa.
Rys. 2
Krzywe na rysunkach 1 i 2 zostały wyznaczone doświadczalnie. Jak pokazuje rys. 3 podobieństwo między nimi jest uderzające.
Rys. 3
Powyższe można podsumować w dwóch zdaniach.
Po nienaturalnie silnych zderzeniach atomów, ich elektrony doznają nienaturalnie silnych drgań i wytwarzają nienaturalnie mocne kwanty promieniowania X i kwanty promieniowania gamma. Kwanty gamma o odpowiednej energii, w procesie kreacji par zamieniają się w elektrony i pozytony, których widmo energii jest ciągłe, tak jak ciągłe było widmo promieniowania kwantów z których powstały.
Przy takim ujęciu zagadnienia, wyjaśniając zagadkę promieniowania beta, już nie musimy posiłkować się wymyśloną ad hoc cząstką zwaną neutrino.
Neutrino powołano do życia tylko dlatego, że brakowało wiedzy o istnieniu subatomowego świata kwantów energii i subkwantowego świata ciemnej energii.
Ponadto taka interpretacja rozpadu beta pozwala zachować protonowi status cząstki nie podlegającej rozpadowi w żadnych okolicznościach. Obecnie obowiązująca interpretacja robi wyjątek i dopuszcza rozpad protonu w procesie beta plus, chociaż uzasadnienie tego zjawiska wymaga ekwilibrystyki słownej i matematycznej żonglerki.
Pobierz plik PDF